DE102007012701B4

DE102007012701B4 - Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Oxidationskatalysators

Info

Publication number: DE102007012701B4
Application number: DE102007012701.6A
Authority: DE
Inventors: Henrik Schittenhelm; Enno Baars; Bettina Wendling; Bernhard Kamp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2027-03-17
Also published as: DE102007012701A1

Abstract

Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Oxidationskatalysators (40), welcher im Abgaskanal (20) einer als Dieselmotor ausgelegten Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist, wobei mittels mindestens eines Partikelsensors (50, 70) die Rußbeladung des Abgases bestimmt wird, wobei die Funktionsüberwachung durch gezieltes Einbringen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in das Abgas vor dem Oxidationskatalysator (40), Detektion der aus den Kohlenwasserstoffen resultierenden Signaländerungen des in Abgasströmungsrichtung (80) nach dem Oxidationskatalysator (40) angeordneten Partikelsensors (50) und Auswertung der Signale des Partikelsensors (50) mit und ohne den Kohlenwasserstoffeintrag durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgradient des Partikelsensors (50) ausgewertet wird, wobei das Einbringen der Kohlenwasserstoffe (100) während der Messung des Sensorstromes (53) des Partikelsensors (50) oberhalb eines Stromschwellwertes angesetzt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Oxidationskatalysators, welcher im Abgaskanal einer als Dieselmotor ausgelegten Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei mittels mindestens eines Partikelsensors die Rußbeladung des Abgases bestimmt wird.
Insbesondere im Abgassystem von Dieselmotoren mit Dieselpartikelfiltern (DPF) sind Partikelsensoren vorgesehen, mit welchen die korrekte Funktion des Dieselpartikelfilters im Rahmen einer On-Board-Diagnose überwacht wird, wobei hier insbesondere resistive Partikelsensoren zum Einsatz kommen.
Ein solcher resistiver Partikelsensor ist in der DE 101 33 384 A1 beschrieben. Der Partikelsensor ist aus zwei ineinander greifenden, kammartigen Elektroden aufgebaut, die zumindest teilweise von einem Schutzrohr überdeckt sind, das auch als Fanghülse zur Verbesserung der Ablagerung von Partikeln dient. Lagern sich Partikel aus dem Abgas der Brennkraftmaschine zwischen diesen so genannten Interdigitalelektroden (IDE) an dem Partikelsensor ab, so führt dies zu einer auswertbaren Änderung der Impedanz des Partikelsensors, aus der auf die Menge angelagerter Partikel und somit auf die Menge im Abgas mitgeführter Partikel geschlossen werden kann.
Diese Sensoren zeigen in bestimmten Betriebsmodi einen Quereinfluss auf Abgasbestandteile wie beispielsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), Wasser oder andere Abgasbestandteile, die auf dem Sensorelement kondensieren können. Dabei bewirken unverbrannte Kohlenwasserstoffe einen Rückgang der Empfindlichkeit des Sensors und damit eine Verschiebung der Kennlinie des Sensors.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2005 034 247 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasgrenzwertes eines Verbrennungsmotors mittels einer Motorsteuerung beschrieben, wobei die Motorsteuerung zumindest einen Abgassensor aufweist und ein Fehlersignal bei Überschreitung des Abgasgrenzwertes abgegeben wird. Dabei werden die für den gegenwärtigen Fahrzustand vorhergesagten Emissionen mit Hilfe eines Motormodells ermittelt und mit dem Signal des Abgassensors oder einem daraus hergeleiteten Vergleichswert für die Emission verglichen. Der Abgassensor kann ein hinter einem Partikelfilter angeordneter, sammelnder Partikelsensor sein. Zur Beurteilung, ob der Partikelfilter intakt oder defekt ist, wird der Vergleich eines als Quotient aus der von dem Partikelsensor gemessenen Partikelemission und des aus einer modellierten Partikelemission berechneten Emissionsgrades mit einem vorgegebenen Grenzwert vorgeschlagen. Das Verfahren ermöglicht die Abgasüberwachung bei gegenüber standardisierten Fahrzyklen zur Festlegung der Grenzwerte abweichenden Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2006 018 956 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Masse von Partikeln oder eines Partikelmassenstroms in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei in dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine zumindest ein resistiver Partikelsensor angeordnet ist, dessen gemessene Signaländerung mit einer aus einem Motormodell ermittelten prognostizierten Signaländerung des Partikelsensors verglichen wird. Werden die gemessene Signaländerung des Partikelsensors und/oder die prognostizierte Signaländerung des Partikelsensors unter Berücksichtigung von Einflussgrößen auf Querempfindlichkeiten des Partikelsensors korrigiert, wird es insbesondere bei der Ermittlung der prognostizierten Signaländerung des Partikelsensors möglich, dass auch bei dynamischen Betriebspunktwechseln der Brennkraftmaschine, die schneller als das Ansprechen des Partikelsensors erfolgen, eine Kompensation der Querempfindlichkeiten erfolgen kann, da die Korrektur auch für kleine, also während eines gerade durchlaufenen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine prognostizierte Signaländerungen durchgeführt werden kann. Da die prognostizierten Signaländerungen aus einem Kennlinienfeld des Motormodells ermittelt werden, können diese für sehr kurze Zeiten und somit einzelnen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine zuordenbare Messintervalle mit den dadurch bedingten sehr kleinen prognostizierten Signaländerungen bestimmt werden.
Weitere äußere Einflussgrößen, die sich auf die Ansprechempfindlichkeit des Partikelsensors auswirken, resultieren aus der Sensortemperatur, der Abgastemperatur und aus der Abgasgeschwindigkeit. Dabei beeinflussen diese Größen sowohl die Anlagerung der Partikel an dem Sensor wie auch die gemessene Impedanz des Sensors.
Beispielsweise ist die Querempfindlichkeit des Sensors auf Kohlenwasserstoffe oder andere kondensierende Abgasbestandteile von der Temperatur des Abgases bzw. des Sensorelementes abhängig. Bei hohen Temperaturen wird das Sensorsignal weniger stark durch Kohlenwasserstoffe beeinflusst, da hier aufgrund des Siedepunktes der kondensierenden Bestandteile nur noch eine verringerte Anlagerung auf dem Sensorelement stattfindet.
Querempfindlichkeiten auf Kohlenwasserstoffe sind nur dann für den Sensor problematisch, wenn der dem Dieselpartikelfilter vorgeschaltete Oxidationskatalysator einen Defekt aufweist oder infolge von Alterungseffekten der Wirkungsgrad erniedrigt wurde. Bei einem neuwertigen Oxidationskatalysator ist der Umsatz an Kohlenwasserstoffen so hoch, dass nicht mit einer nennenswerten Auswirkung auf das Sensorsignal zu rechnen ist.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2007 009 873 A1 ist ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Oxidationskatalysators beschrieben, welcher im Abgaskanal einer als Dieselmotor betriebenen Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei mittels mindestens eines Partikelsensors die Partikelkonzentration im Abgas bestimmt wird. Zur Funktionsüberwachung ist das gezielte Einbringen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in das Abgas stromaufwärts vor dem Oxidationskatalysator vorgesehen, wobei die Detektion der aus den Kohlenwasserstoffen resultierenden Signaländerungen des stromabwärts nach dem Oxidationskatalysator angeordneten Partikelsensors und die Auswertung der Signale des Partikelsensors mit und ohne den Kohlenwasserstoffeintrag durchgeführt wird.
In der Offenlegungsschrift EP 1 052 385 A2 ist ein Verfahren zur Diagnose eines Oxidationskatalysators beschrieben, bei dem stromaufwärts vor dem Oxidationskatalysator Kohlenwasserstoffe eingebracht werden und der daraus resultierende Temperaturanstieg stromabwärts nach dem Oxidationskatalysator bewertet wird.
In der Offenlegungsschrift DE 101 33 384 A1 ist ein speziell ausgestalteter Partikelsensor beschrieben, der zwei Messelektroden aufweist, die auf einem Substrat aus einem isolierenden Werkstoff angeordnet sind, wobei die Messelektroden zumindest teilweise von einer Fanghülse überdeckt sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem ein Defekt bzw. ein reduzierter Wirkungsgrad des Oxidationskatalysators diagnostiziert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise geht davon aus, dass die Funktionsüberwachung durch gezieltes Einbringen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) in das Abgas vor dem Oxidationskatalysator, Detektion der aus den Kohlenwasserstoffen resultierenden Signaländerungen des in Abgasströmungsrichtung nach dem Oxidationskatalysator angeordneten Partikelsensors und Auswertung der Signale des Partikelsensors mit und ohne den Kohlenwasserstoffeintrag durchgeführt wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass der Signalgradienten des Partikelsensors ausgewertet wird, wobei das Einbringen der Kohlenwasserstoffe während der Messung des Sensorstroms des Partikelsensors oberhalb eines Stromschwellwerts angesetzt wird.
Ein Defekt des Oxidationskatalysators bzw. ein reduzierter Wirkungsgrad infolge von Alterungserscheinungen kann damit detektiert werden.
Insbesondere wenn ein Partikelsensor mit resistiven Messprinzip verwendet und beim Einbringen der Kohlenwasserstoffe in den Abgaskanal die Änderung eines Sensorstromes bzw. eines Widerstandes des Partikelsensors ausgewertet wird, kann gezielt die Querempfindlichkeit hinsichtlich erhöhter Konzentrationen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgaskanal bei diesem Sensortyp genutzt werden. Infolge der HC-Einbringung in das Abgas geht der Sensorstrom zurück, wenn der Oxidationskatalysator die Kohlenwasserstoffe nicht umsetzt. Dieser Rückgang kann detektiert werden. Dies ist insbesondere dann gut realisierbar, wenn erwartet werden kann, dass das Stromsignal ohne HC-Einbringung konstant bleibt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Partikelemission des Motors annährend konstant ist und/oder die Temperatur des Abgases sich nicht bzw. nur langsam ändert.
In dem Gradientenmodus des Partikelsensors wird bei einem intakten Oxidationskatalysator kein oder nur ein sehr geringer Rückgang des Signals des Partikelsensors detektiert, wenn Kohlenwasserstoffe beispielsweise durch eine nachgelagerte Einspritzung in den Abgaskanal eingebracht werden, da der intakte Oxidationskatalysator die Kohlenwasserstoffe ganz oder zu einem großen Teil umsetzt. Der Oxidationskatalysator kann in einem solchen Fall als voll funktionstüchtig bewertet werden.
Im Fall eines defekten Oxidationskatalysators erfolgt ein Rückgang der Sensorsignals infolge einer Beeinträchtigung der Leitfähigkeit zwischen den Interdigitalelektroden (IDE), da sich isolierende Spezies zwischen den Interdigitalelektroden (IDE) anlagern. Durch ein Aussetzen der Kohlenwasserstoff-Einbringung kann der ursprüngliche Signalgradient wieder hergestellt werden.
Da die Signalgradienten alleine aufgrund der unterschiedlichen Betriebspunkte, die während der Bewertung der Funktionsfähigkeit des Oxidationskatalysators auftreten, unterschiedlich sein können, ist es von Vorteil, wenn die Auswirkungen auf den Signalgradienten des Partikelsensors über ein betriebspunktabhängiges Signalbildungsmodell abgeschätzt werden.
Um eine Bewertung durchführen zu können, wird in einer bevorzugten Verfahrensvariante aus einem Rohemissionsmodell abgeschätzt, wie groß der Signalgradientenunterschied für die Phasen mit und ohne Kohlenwasserstoffeinbringung ist, und dieser dann mit den tatsächlich auftretenden Signalunterschieden verglichen. Ergibt sich eine deutliche Verschiebung des Signalverhältnisses mit und ohne Kohlenwasserstoffeinbringung in den Abgaskanal, kann auf die Funktionsfähigkeit des Oxidationskatalysators geschlossen werden.
Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante sieht vor, dass bei der Funktionsüberwachung des Oxidationskatalysators ein Rückgang der Sensor-Empfindlichkeit des Partikelsensors ausgewertet wird. Dabei kann ein Vergleich der Signaländerungen des Partikelsensors zwischen Zuständen mit und ohne Einbringung der Kohlenwasserstoffe angestellt werden. Bei einem defekten Oxidationskatalysator sind die Signaländerungen geringer, da die durch den Oxidationskatalysator trans-mittierenden Kohlenwasserstoffe den dominierenden Signaleffekt auf den Partikelsensor darstellen.
Da die betreffenden Signaländerungen auch infolge von Betriebspunktänderungen schwanken, werden in einer Verfahrensvariante während einer Phase konstant anliegender Motorbetriebsbedingungen die Kohlenwasserstoffe in das Abgas eingebracht. In diesem Fall sind die Partikelemissionen und somit auch der Sensor-Signalanstieg konstant. Es lässt sich direkt ein Rückgang des Signalanstiegs beobachten, wenn die Einbringung der Kohlenwasserstoffe erfolgt und der Oxidationskatalysator defekt ist. Der Vergleich der Signalanstiege mit und ohne Kohlenwasserstoffeinbringung liefert damit die Aussage über den Zustand des Oxidationskatalysators.
Wie bereits in der Offenlegungsschrift DE 10 2005 034 247 A1 beschrieben, kann zur Beurteilung, ob der Oxidationskatalysator intakt oder defekt ist, der Vergleich eines als Quotient aus der von dem Partikelsensor gemessenen Partikelemission und eines aus einer modellierten Partikelemission berechneten Emissionsgrades mit einem vorgegebenen Grenzwert durchgeführt werden, wobei der Vergleich zwischen Zuständen mit und ohne Kohlenwasserstoffeinbringung erfolgt. Im Fall eines Defektes im Oxidationskatalysator kann ein Rückgang im Emissionsgrad beobachtet werden. Diese Methode ist auch bei Änderungen im Motorbetriebszustand anwendbar.
Als vorteilhaft haben sich mehrere Methoden zur Einbringung von Kohlenwasserstoffen in das Abgas herausgestellt:
Zum einen können die Kohlenwasserstoffe durch eine Nacheinspritzung von Kraftstoff in den Zylinder während des Auspufftaktes in das Abgas eingebracht werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass dies ohne zusätzlichen Aufwand hinsichtlich zusätzlicher Einspritzstellen erfolgen kann. In Verbindung mit variabel schließenden Ventilen und einer entsprechenden Einspritzanlage mit einem entsprechenden Motormanagement kann hier eine hohe Flexibilität erzielt werden.
Stehen im Motorenkonzept entsprechende Einspritzanlagen nicht zur Verfügung, können die Kohlenwasserstoffe durch eine Einspritzung mittels einer in Abgasströmungsrichtung vor dem Oxidationskatalysator angeordneten Einspritzstelle im Abgaskanal oder durch Verdampfen von Kraftstoff im Abgaskanal vor dem Oxidationskatalysator in das Abgas eingebracht werden. Ggf. können auch beide Verfahren kombiniert werden.
Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante ergibt sich, wenn eine Kraftstoff-Nacheinspritzung für eine Regeneration des Partikelfilters für die Einbringung der Kohlenwasserstoffe genutzt wird. Dadurch kann der Aufwand gering gehalten werden, da bereits vorhandene Aggregate genutzt werden können.
Das Diagnoseverfahren für den Oxidationskatalysator sieht in bevorzugter Ausführungsform vor, dass die Einbringung der Kohlenwasserstoffe hinsichtlich der Dauer der Einbringung und der Häufigkeit limitiert wird, wobei die Dauer auf 1 bis 20 s begrenzt wird und die Häufigkeit, bezogen auf die Fahrstrecke, jeweils nach 100 bis 300 km erfolgt. Dauer und Häufigkeit können variieren. Im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch haben sich folgende Werte als sinnvoll ergeben: Dauer der HC-Einbringung etwa 10 s und eine Fahrstrecke von etwa 200 km zwischen zwei Überwachungsvorgängen.
Um eine erfindungsgemäße On-Board-Diagnose des Oxidationskatalysators zu ermöglichen, ist bei allen Verfahrensvarianten ein messbarer Signalgradient bzw. eine Signaländerung beim Sensorstrom oder beim Sensorwiderstand erforderlich. Dies kann erreicht werden, wenn die Funktionsüberwachung des Oxidationskatalysators mittels eines vom Partikelfilter unabhängigen, direkt hinter dem Oxidationskatalysator im Abgaskanal eingebauten Partikelsensor und/oder mittels eines Partikelsensors hinter dem Partikelfilter, insbesondere hinter einem teildefekten Partikelfilter, durchgeführt wird. Bei voll funktionsfähigem Partikelfilter kann die Diagnose des Oxidationskatalysators in Phasen kurz nach einer Partikelfilter-Vollregeneration durchgeführt werden, wobei in dieser Phase insbesondere die erhöhte Durchlässigkeit des Partikelfilters von Vorteil ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung das technische Umfeld, in dem die Erfindung eingesetzt werden kann,
2 eine schematische Darstellung eines intakten Oxidationskatalysators,
3 eine schematische Darstellung eines beschädigten Oxidationskatalysators,
4 eine zeitliche Darstellung des Sensorstromes eines Partikelsensors.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt in schematischer Darstellung das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Dabei ist eine Brennkraftmaschine 10 als Dieselmotor ausgeführt. Der Brennkraftmaschine 10 ist ein Abgaskanal 20 nachgeordnet, in dem in Abgasströmungsrichtung 80 ein erster Katalysator in Form eines Oxidationskatalysators 40 und ein zweiter Katalysator in Form eines Partikelfilters 60 (Dieselpartikelfilter DPF) angeordnet sind. Zwischen der Brennkraftmaschine 10 und dem Oxidationskatalysator 40 kann beispielsweise eine Einspritzstelle 30 für Kraftstoff vorgesehen sein. Ein Partikelsensor 50 ist als Abgassensor nach dem Oxidationskatalysator 40 angeordnet. Nach dem Partikelfilter 60 kann in dem Abgaskanal 20 ein weiterer Partikelsensor 70 vorgesehen sein.
Wie in 2 schematisch dargestellt, werden in dem Oxidationskatalysator 40 üblicherweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe 100 nahezu vollständig konvertiert, wenn der Oxidationskatalysator 40 keinen Defekt aufweist oder noch einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Übrig bleiben in der Regel lediglich Rußpartikel 90, die von dem nachgeschalteten Partikelfilter 60 aus dem Abgasstrom gefiltert werden. In Abhängigkeit von dem Beladungszustand ist von Zeit zu Zeit eine Regeneration des Partikelfilters 60 vorzusehen, bei dem die in dem Partikelfilter 60 gespeicherten Partikel verbrannt werden.
Der Partikelsensor 70 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel der Bestimmung der in dem Abgas nach dem Partikelfilter 60 geführten Restmenge an Partikeln und wird im Rahmen einer On-Board-Diagnose (OBD) für die Funktionskontrolle des Partikelfilters 60 eingesetzt. Er ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als resistiver Partikelsensor ausgeführt. Bei diesem sammelnden Prinzip werden Partikel aus dem Abgas auf einem keramischen Sensorelement angelagert. Durch eine elektrische Widerstandsmessung zwischen zwei Interdigitalelektroden (IDE) können die angelagerten Partikel nachgewiesen werden. Nachteilig bei solchen Sensoren ist normalerweise deren Querempfindlichkeit auf unverbrannte Kohlenwasserstoffe 100 (HC) im Abgas. Diese Substanzen bewirken einen Rückgang der Empfindlichkeit des Partikelsensors 70.
Für die erfindungsgemäße Funktionsüberwachung des Oxidationskatalysators 40 ist vorgesehen, dass gezielt unverbrannte Kohlenwasserstoffe 100 in das Abgas vor dem Oxidationskatalysator 40 eingebracht werden. Dies kann durch gezieltes Einspritzen von Kraftstoff an der Einspritzstelle 30 (siehe 1) geschehen, wodurch die Konzentration nicht verbrannter Kohlenwasserstoffe 100 vor dem Oxidationskatalysator 40 erhöht wird. Ein in Abgasströmungsrichtung 80 nach dem Oxidationskatalysator 40 angeordneten Partikelsensors 50, welcher wie der Partikelsensor 70 nach dem resistiven Messprinzip arbeitet, liefert dabei Signale, die mit und ohne den Kohlenwasserstoffeintrag ausgewertet werden. Im Gegensatz zum Partikelsensor 70, bei dem die Querempfindlichkeit hinsichtlich der Kohlenwasserstoffe 100 eher nachteilig ist, wird bei dem nach dem Oxidationskatalysator 40 angeordneten Partikelsensor 50 die Querempfindlichkeit gezielt zur On-Board-Diagnose für den Oxidationskatalysator genutzt.
Ist der Oxidationskatalysator defekt, z. B. infolge von mechanischen Beschädigungen (Durchbrüche, Löcher oder Risse), wie dies 3 schematisch zeigt, oder besitzt nur noch einen geringen Wirkungsgrad infolge von Alterungserscheinungen, gelangen verstärkt auch Kohlenwasserstoffe 100 neben den Rußpartikeln 90 zum Partikelsensor 50, die aufgrund der eingangs beschriebenen Effekte den Widerstand des Partikelsensors 50 beeinflussen. Dieser kann auf unterschiedliche Art, wie zuvor beschrieben, ausgewertet werden.
4 zeigt beispielhaft den Verlauf von Sensorsignalen ohne HC und mit HC 51, 52 eines resistiv arbeitenden Partikelsensors 50. Dargestellt ist jeweils ein Sensorstrom 53 in Abhängigkeit von der Zeit 54.
Im Normalbetrieb, d. h. bei intaktem Oxidationskatalysator 40 gelangen Rußpartikel 90 und nachträglich im Abgaskanal 20 eingespritzte Kohlenwasserstoffe 100 in den Oxidationskatalysator 40. Die Kohlenwasserstoffe 100 werden dabei komplett umgesetzt. Der Partikelsensor 50 liefert ein dem Betriebspunkt entsprechendes Signal proportional zur Rußbeladung zwischen den beiden Interdigitalelektroden (IDE) des Partikelsensors 50 (Sensorsignal ohne HC 51).
Bei einem defekten Oxidationskatalysator 40 gelangt auch der nachträglich eingespritzte Kohlenwasserstoff 100 zum Partikelsensor 50 und beeinflusst aufgrund der Querempfindlichkeit dieser Sensortypen insbesondere auf Kohlenwasserstoffe 100 das Ausgangssignal. Die Folge ist in diesem Fall, dass der Anstieg des Sensorstroms 53 mit der Zeit 54 flacher wird (Sensorsignal mit HC 52).
Mit den zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten kann ein Defekt bzw. ein reduzierter Wirkungsgrad des Oxidationskatalysators infolge von beispielsweise Alterung sicher detektiert werden. Daraus ergibt sich noch ein weiterer Vorteil dieser On-Board-Diagnose des Oxidationskatalysators. Es kann damit eine zuverlässigere Überwachung des Partikelfilters mit diesen Partikelsensoren ermöglicht werden, da ein störender Einfluss von Kohlenwasserstoffen erkannt und in der Signalauswertung für die Rußpartikelauswertung berücksichtigt werden kann.

Claims

Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Oxidationskatalysators (40), welcher im Abgaskanal (20) einer als Dieselmotor ausgelegten Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist, wobei mittels mindestens eines Partikelsensors (50, 70) die Rußbeladung des Abgases bestimmt wird, wobei die Funktionsüberwachung durch gezieltes Einbringen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in das Abgas vor dem Oxidationskatalysator (40), Detektion der aus den Kohlenwasserstoffen resultierenden Signaländerungen des in Abgasströmungsrichtung (80) nach dem Oxidationskatalysator (40) angeordneten Partikelsensors (50) und Auswertung der Signale des Partikelsensors (50) mit und ohne den Kohlenwasserstoffeintrag durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgradient des Partikelsensors (50) ausgewertet wird, wobei das Einbringen der Kohlenwasserstoffe (100) während der Messung des Sensorstromes (53) des Partikelsensors (50) oberhalb eines Stromschwellwertes angesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Partikelsensor (50) mit resistiven Messprinzip verwendet und beim Einbringen der Kohlenwasserstoffe (100) in den Abgaskanal (20) die Änderung eines Sensorstromes (53) bzw. eines Widerstandes des Partikelsensors (50) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswirkungen auf den Signalgradienten des Partikelsensors (50) über ein betriebspunktabhängiges Signalbildungsmodell abgeschätzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Rohemissionsmodell abgeschätzt wird, wie groß der Signalgradientenunterschied für die Phasen mit und ohne Kohlenwasserstoffeinbringung ist und dieser dann mit den tatsächlich auftretenden Signalunterschieden verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Funktionsüberwachung des Oxidationskatalysators (40) ein Rückgang der Sensor-Empfindlichkeit des Partikelsensors (50) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Phase konstant anliegender Motorbetriebsbedingungen die Kohlenwasserstoffe (100) in das Abgas eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beurteilung, ob der Oxidationskatalysator (40) intakt oder defekt ist, der Vergleich eines als Quotient aus der von dem Partikelsensor (50) gemessenen Partikelemission und eines aus einer modellierten Partikelemission berechneten Emissionsgrades mit einem vorgegebenen Grenzwert durchgeführt wird, wobei der Vergleich zwischen Zuständen mit und ohne Kohlenwasserstoffeinbringung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffe durch eine Nacheinspritzung von Kraftstoff in den Zylinder während des Auspufftaktes in das Abgas eingebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffe (100) durch eine Einspritzung mittels einer in Abgasströmungsrichtung (80) vor dem Oxidationskatalysator (40) angeordneten Einspritzstelle (30) im Abgaskanal (20) oder durch Verdampfen von Kraftstoff im Abgaskanal (20) vor dem Oxidationskatalysator (40) in das Abgas eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoff-Nacheinspritzung für eine Regeneration des Partikelfilters (60) für die Einbringung der Kohlenwasserstoffe (100) genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung der Kohlenwasserstoffe (100) hinsichtlich der Dauer der Einbringung und der Häufigkeit limitiert wird, wobei die Dauer auf 1 bis 20 s begrenzt wird und die Häufigkeit, bezogen auf die Fahrstrecke, jeweils nach 100 bis 300 km erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsüberwachung des Oxidationskatalysators (40) mittels eines vom Partikelfilter (60) unabhängigen, direkt hinter dem Oxidationskatalysator (40) im Abgaskanal (20) eingebauten Partikelsensors (50) und/oder mittels eines Partikelsensors (70) hinter dem Partikelfilter (60) durchgeführt wird, wobei die Diagnose des Oxidationskatalysators (40) in Phasen kurz nach einer Partikelfilter-Vollregeneration durchgeführt wird.