DE102017211131B4

DE102017211131B4 - Verfahren zur Überwachung einer Abgasreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017211131B4
Application number: DE102017211131.3A
Authority: DE
Inventors: Viktor Schimik
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2037-07-01
Also published as: DE102017211131A1

Abstract

Verfahren zur Überwachung einer zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) einer Abgasanlage (2, 32, 52) für einen Verbrennungsmotor (4, 30, 50), mit dem ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird, wobei in einer Strömungsrichtung von Abgas dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) der Abgasanlage (2, 32, 52) nachgeschaltet ist, der die zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) nachgeschaltet ist, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) in einem Normalbetrieb ein Normal-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt wird, das ein überstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zu einem Normal-Abgas verbrannt wird, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung (14, 38, 60) ab einem ersten vorzugebenden Zeitpunkt ein Überwachungs-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt wird, das ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zu einem Überwachungs-Abgas verbrannt wird, wobei Kraftstoff des Überwachungs-Abgases bei der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) verbrannt und eine Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) erfasst wird, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) ab einem vorzugebenden zweiten Zeitpunkt wieder das Normal-Gemisch bereitgestellt wird, sobald das Überwachungs-Abgas die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) durchströmt und die zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) erreicht hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Abgasreinigungseinrichtung einer Abgasanlage und ein System zur Überwachung einer Abgasreinigungseinrichtung einer Abgasanlage.
Ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor ist dazu geeignet, dessen Ausstoß an Stickoxiden zu vermindern. Hierzu ist es möglich, dass mit dem Abgasreinigungssystem unter Nutzung einer wässrigen Harnstofflösung eine selektive katalytische Reduktion von verbrannten Abgasen durchgeführt wird. Es ist weiterhin vorgesehen, dass ein derartiges Abgasreinigungssystem einen NOx-Speicherkatalysator aufweist, der dazu ausgebildet ist, Stickoxide (NOx) katalytisch zu speichern.
Es ist weiterhin möglich, dass ein Abgasreinigungssystem zwei Katalysatoren aufweist, die entlang einer Strömungsrichtung des Abgases hintereinander angeordnet sind. Dabei ist es u. a. erforderlich, diese Katalysatoren hinsichtlich ihrer Funktionstüchtigkeit regelmäßig zu überprüfen. Falls der zweite Katalysator zu überwachen ist, der sich in der Strömungsrichtung hinter einem Auslassventil des Verbrennungsmotors und einem weiteren Katalysator befindet, werden im Rahmen einer Diagnose nur von dem ersten in der Strömungsrichtung liegenden Katalysator Kohlenwasserstoffverbindungen oxidiert, die über eine Nacheinspritzung eingebracht werden. Durch Analyse einer von dem ersten Katalysator durchgeführten Oxidation der Kohlenwasserstoffverbindungen ist es möglich, diesen ersten Katalysator zu diagnostizieren. Allerdings ist es nicht möglich, den in der Strömungsrichtung dahinter angeordneten zweiten Katalysator zu überwachen, da die Kohlenwasserstoffverbindung bereits verbrannt sind, bevor sie den zweiten Katalysator erreichen. Diesbezüglich ist es bspw. erforderlich, in das Abgasreinigungssystem zusätzlich eine Dosiereinrichtung für Kohlenwasserstoffverbindungen zu integrieren, die dazu ausgebildet ist, Abgas, das aus dem ersten Katalysator strömt, vor dem zweiten zu überwachenden Katalysator Kohlenwasserstoffverbindungen zuzudosieren und einzubringen, wobei derartige zusätzlichen Kohlenwasserstoffverbindungen zum Überwachen des zweiten Katalysators von diesem oxidiert werden. Hieraus ergibt sich üblicherweise ein Temperaturanstieg des zweiten Katalysators, der im Rahmen der Diagnose ausgewertet und überwacht wird.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Lambdasondenanordnung in einem Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine ist aus der Druckschrift DE 10 2013 201 734 A1 bekannt. Dieses Abgasreinigungssystem umfasst zwei hintereinander angeordnete Katalysatoren, zwischen denen eine Lambdasonde angeordnet ist.
Ein Verfahren zur Gemischregelung eines Verbrennungsmotors ist in der Druckschrift DE 103 39 063 A1 beschrieben. Auch hier ist zwischen zwei Katalysatoren einer Abgasanlage eine Lambdasonde angeordnet.
Die Druckschrift DE 100 41 891 A1 beschreibt eine Abgasreinigungsanlage mit einer internen Reduktionsmittelerzeugung. Diese Abgasreinigungsanlage umfasst zwei hintereinander angeordnete Katalysatoren, zwischen denen ein Sensor angeordnet ist, der dazu ausgebildet ist, Stickoxide und Ammoniak nachzuweisen.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 046 433 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine bekannt, die einen oder mehrere Katalysatoren zur Konvertierung und/oder Speicherung mindestens einer Abgaskomponente eines Abgases der Brennkraftmaschine umfasst. Dabei wird anhand einer Adsorptionsfähigkeit von zumindest teilweise unverbrannten Kohlenwasserstoffen eines der Katalysatoren eine Diagnosevorhersage zur NO-Oxidationsfähigkeit der Katalysatoren abgeleitet.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine ist aus der Druckschrift DE 10 2012 211 717 A1 bekannt, wobei die Abgasanlage mehrere bezüglich eines Abgasstroms stromabwärts angeordnete katalytische Beschichtungen aufweist, wobei eine zweite katalytische Beschichtung stromabwärts hinter einer ersten katalytischen Beschichtung angeordnet ist. Hierbei soll zeitweise eine zusätzliche Menge von Kohlenwasserstoffen stromaufwärts einer ersten katalytischen Beschichtung in das Abgas derart eingebracht werden, dass eine wärmeerzeugende Reaktion in einer zweiten katalytischen Beschichtung stattfinden kann.
Die Druckschrift DE 10 2005 050 546 A1 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose eines Abgaskatalysators.
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, einen Katalysator in einer Abgasanlage zu überwachen, der innerhalb der Abgasanlage hinter einem weiteren Katalysator angeordnet ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einem System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen des Verfahrens und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Überwachung einer zweiten Abgasreinigungseinrichtung einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor bzw. eines Verbrennungsmotors, bspw. eines Fahrzeugs, vorgesehen, mit dem ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird. In der Abgasanlage ist in einer Strömungsrichtung von Abgas dem Verbrennungsmotor mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung nachgeschaltet, der die zweite Abgasreinigungseinrichtung nachgeschaltet ist. Demnach strömt Abgas aus dem Verbrennungsmotor zunächst durch die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung, d. h. lediglich durch eine erste Abgasreinigungseinrichtung oder durch mehrere erste Abgasreinigungseinrichtungen, die innerhalb der Abgasanlage in Strömungsrichtung des Abgases vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist. Dem Verbrennungsmotor wird in einem Normalbetrieb ein Normal-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt, das ein überstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist und von dem Verbrennungsmotor zu einem überstöchiometrischen Normal-Abgas verbrannt wird. Zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung wird dem Verbrennungsmotor ab einem ersten Zeitpunkt ein Überwachungs-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt, das ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor zu einem unterstöchiometrischen Überwachungs-Abgas verbrannt wird. Das Überwachungs-Abgas, üblicherweise darin befindlicher überschüssiger, unverbrannter Kraftstoff, wird bei der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung verbrannt, bspw. nachverbrannt und eine Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung erfasst.
Bei der Überwachung wird zum Erfassen der Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung eine Temperatur von gereinigtem Austritts-Gas bzw. Austritts-Abgas erfasst und gemessen, das aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung austritt, wobei dieses Austritts-Abgas bei einer Verbrennung von Überwachungs-Abgas durch die zweite Abgasreinigungseinrichtung entsteht.
Außerdem wird dem Verbrennungsmotor ab einem zweiten Zeitpunkt wieder das Normal-Gemisch bereitgestellt, sobald das Überwachungs-Abgas die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung durchströmt und die zweite Abgasreinigungseinrichtung erreicht hat. Somit ist es möglich, den Verbrennungsmotor wieder im Normalbetrieb zu betreiben. Der in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung befindliche Kraftstoff des Überwachungs-Abgases wird zur Durchführung der Überwachung von dieser verbrannt, was auch nach dem zweiten Zeitpunkt möglich ist. Dabei wird der zweiten Abgasreinigungseinrichtung eine einstellbare Menge an unterstöchiometrischem Überwachungs-Abgas bereitgestellt, die durch Auswahl einer Zeitspanne zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt eingestellt wird. In Ausgestaltung ist es möglich, dass dem Verbrennungsmotor ab dem zweiten Zeitpunkt eine Menge an modifiziertem Normal-Gemisch bereitgestellt wird, das einen größeren Anteil an Luft und somit Sauerstoff als das übliche Normal-Gemisch aufweist und somit noch magerer als dieses ist. Folglich weist ein modifiziertes Normal-Abgas, das bei der Verbrennung des modifizierten Normal-Gemisches entsteht, ebenfalls einen höheren Anteil Luft als das Normal-Abgas auf. Dieser überschüssige Sauerstoff wird im Rahmen der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung mit darin gespeichertem Kraftstoff des Überwachungs-Abgases verbrannt.
In Ausgestaltung wird in der Strömungsrichtung vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung und hinter der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung das Verbrennungsluftverhältnis des Abgases erfasst und gemessen. Dabei tritt der zweite Zeitpunkt ein, sobald in der Abgasanlage an einer Position hinter der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung und vor der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung das Überwachungs-Gemisch mit dem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis nachgewiesen wird. An dieser Position ist in Ausgestaltung ein Sensor angeordnet. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der zweite Zeitpunkt über ein Modell ermittelt wird. Mit dem Modell wird bspw. eine Geschwindigkeit des Abgases berücksichtigt, die u. a. von einer Drehzahl und/oder einer Leistung als Betriebsparameter des Verbrennungsmotors abhängig ist.
Mit dem Verfahren wird eine zweite Abgasreinigungseinrichtung überwacht, die als Katalysator und/oder als Partikelfilter ausgebildet ist. Die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung ist als Katalysator und/oder Partikelfilter ausgebildet. Demnach ist es möglich, dass eine Abgasreinigungseinrichtung als eine Kombination aus einem Katalysator und einem Partikelfilter ausgebildet ist.
In der Regel wird das Überwachungs-Abgas, d. h. Kraftstoff des Überwachungs-Abgases, von der zweiten Abgasreinigungseinrichtung ab dem zweiten Zeitpunkt, frühestens ab einem dritten Zeitpunkt mit Luft verbrannt, bspw. nachverbrannt, sobald vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung wieder das Normal-Abgas nachgewiesen wird.
Demnach umfasst die Abgasanlage mehrere hintereinander angeordnete Abgasreinigungseinrichtungen, die üblicherweise durch Abgaskanäle bzw. Abgasleitungen miteinander verbunden sind. Mindestens eine der Abgasreinigungseinrichtungen ist als Katalysator oder als Partikelfilter ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass mindestens eine derartige Abgasreinigungseinrichtung der Abgasanlage auf Abgas sowohl als Katalysator als auch als Partikelfilter wirkt. Mit dem Verbrennungsmotor, hinter dem die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung der Abgasanlage angeordnet ist, wird das Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt. Dabei ist der Kraftstoff üblicherweise als Kohlenwasserstoffverbindung (HC) ausgebildet. Weiterhin enthält die Luft Sauerstoff, mit dem der Kraftstoff verbrannt wird. Beim Betrieb des Verbrennungsmotors strömt Abgas in der vorgesehenen Strömungsrichtung zuerst durch die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung und danach durch die zweite Abgasreinigungseinrichtung.
Im Normalbetrieb des Verbrennungsmotors wird für das Gemisch aus Luft und Kraftstoff das Normal-Gemisch mit dem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis bereitgestellt.
Das Verbrennungsluftverhältnis wird auch als Lambdawert bezeichnet. Der Lambdawert λ = m_tat / m_st entspricht dem Verhältnis der zur Verbrennung tatsächlich vorhandenen Luftmasse m_tat eines aktuell zu verbrennenden Gemisches aus Luft und Kraftstoff geteilt durch die stöchiometrische Luftmasse mst, die zur vollständigen Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff erforderlich ist. Falls das Verbrennungsluftverhältnis und somit der Lambdawert gleich 1 ist, weist das Gemisch ein stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis auf, bei dem sämtliche Moleküle des Kraftstoffs vollständig mit dem Sauerstoff aus der Luft reagieren, wobei der Kraftstoff vollständig verbrannt wird. Falls das Verbrennungsluftverhältnis, wie beim Normal-Gemisch, überstöchiometrisch ist, ist der Lambdawert größer 1, weshalb das Normal-Gemisch einen Überschuss an Luft aufweist und auch als mageres Gemisch bezeichnet wird. Zur Überwachung bzw. zur Diagnose der zweiten Abgasreinigungseinrichtung wird dem Verbrennungsmotor zur Verbrennung das Überwachungs-Gemisch bereitgestellt, das unterstöchiometrisch ist, wobei der Lambdawert kleiner als 1 ist und einen Mangel an Luft aufweist, wobei ein derartiges Gemisch als fett bezeichnet wird.
Abgas aus dem Verbrennungsmotor durchströmt nacheinander die Abgasreinigungseinrichtungen der Abgasanlage, wobei das Abgas entsprechend einer jeweiligen Ausgestaltung einer jeweiligen Abgasreinigungseinrichtung sukzessiv gereinigt wird. Bei den hintereinander angeordneten Abgasreinigungseinrichtungen ist es möglich, das in dem Verbrennungsmotor entstandene Abgas nacheinander schrittweise zu reinigen. Dabei ist Abgas, das direkt aus dem Verbrennungsmotor zu der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung strömt, ungereinigt, wird jedoch von der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung in mindestens einem ersten Schritt gereinigt, weshalb das Abgas, das aus der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung zu der zweiten Abgasreinigungseinrichtung strömt, bereits teilweise durch diese gereinigt worden ist. Dieses bereits teilweise gereinigte Abgas wird in einem weiteren Schritt von der zweiten Abgasreinigungseinrichtung weiterhin gereinigt. Hierbei werden aus dem Abgas durch eine jeweilige Abgasreinigungseinrichtung Stickoxide und/oder Partikel, bspw. Ruß und/oder Staub, entfernt. In der Regel werden durch die Abgasreinigungen unterschiedliche Maßnahmen zum Reinigen von Abgas durchgeführt, wobei Abgas durch Katalyse und/oder Filterung gereinigt wird.
Dabei ist es erforderlich, die Abgasreinigungseinrichtungen hinsichtlich ihrer Funktionstüchtigkeit regelmäßig zu überwachen bzw. zu diagnostizieren. Die Überwachung der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung ist in Ausgestaltung regelmäßig durchführbar, da dieser direkt von dem Verbrennungsmotor ungereinigtes Abgas zugeführt wird, das im Rahmen einer Diagnose von der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung verbrannt wird.
Da jedoch Abgas aus der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung, das zu der zweiten Abgasreinigungseinrichtung strömt, bereits zumindest teilweise gereinigt ist, ist dessen Überwachung schwieriger als die Überwachung der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung. Deshalb wird im Rahmen des Verfahrens zur Durchführung der Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung dem Verbrennungsmotor das Überwachungs-Gemisch mit dem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis bereitgestellt, wobei das daraus resultierende Überwachungs-Abgas von der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung nicht vollständig gereinigt wird, und demnach einen höheren Anteil an Kraftstoff als das sonst übliche Normal-Abgas aufweist. Aufgrund dessen ergibt sich, dass durch überschüssigen Kraftstoff dieses Überwachungs-Abgas, das bereits die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung durchströmt hat, zur Durchführung der Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung verbrannt wird, wobei die Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung überprüft wird. Hierzu ist es in Ausgestaltung möglich, die zweite Abgasreinigungseinrichtung mit einem hierfür vorgesehenen Sensor direkt zu überwachen und bspw. deren Temperatur als Betriebsparameter zu messen. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, mindestens einen Parameter, bspw. die Temperatur, von gereinigtem Austritts-Gas zu erfassen, das im Rahmen der durchgeführten Überwachung aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung strömt.
Das erfindungsgemäße System ist zur Überwachung einer zweiten Abgasreinigungseinrichtung einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor, mit dem ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird, ausgebildet. In der Abgasanlage ist in einer Strömungsrichtung von Abgas dem Verbrennungsmotor mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung der Abgasanlage nachgeschaltet, der die zweite Abgasreinigungseinrichtung nachgeschaltet ist. Dem Verbrennungsmotor wird in einem Normalbetrieb ein Normal-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt, das ein überstöchiometrisches bzw. mageres Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor zu einem überstöchiometrischen bzw. mageren Normal-Abgas verbrannt wird. Das System weist ein Steuergerät und mindestens einen ersten Sensor auf. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, das Verbrennungsluftverhältnis des zu verbrennenden Gemisches einzustellen und dem Verbrennungsmotor zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung ab einem ersten Zeitpunkt ein Überwachungs-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitzustellen, das ein unterstöchiometrisches bzw. fettes Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor zu einem fetten Überwachungs-Abgas verbrannt wird. Das Überwachungs-Abgas wird bei der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung verbrannt, bspw. nachverbrannt, wobei der mindestens eine erste Sensor dazu ausgebildet ist, eine Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung zu erfassen.
Der mindestens eine erste Sensor ist in der Strömungsrichtung hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet, mindestens einen Parameter von Austritts-Gas, d. h. von vollständig gereinigtem Abgas, zu erfassen, das aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung strömt. Es ist alternativ oder ergänzend auch möglich, dass der mindestens eine erste Sensor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung zugeordnet und dazu ausgebildet ist, mindestens einen Parameter zu erfassen, der als Betriebsparameter, bspw. Temperatur, der zweiten Abgasreinigungseinrichtung ausgebildet ist und sich bei der Verbrennung des Kraftstoffs des Überwachungs-Abgases ergibt bzw. einstellt. Der mindestens eine erste Sensor ist bspw. als Thermometer bzw. Temperatursensor ausgebildet.
Das System weist in Ausgestaltung mindestens einen zweiten Sensor auf, der in der Strömungsrichtung hinter der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung und vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, mindestens einen Parameter von Abgas vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung zu erfassen. Dieser mindestens eine zweite Sensor ist bspw. als Lambdasonde ausgebildet, mit dem das Verbrennungsluftverhältnis von Abgas erfasst wird, das aus der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung zu der zweiten Abgasreinigungseinrichtung strömt. Somit ist u. a. zu überprüfen, ob Abgas, das zu der zweiten Abgasreinigungseinrichtung strömt, als mageres Normal-Abgas oder fettes Überwachungs-Abgas ausgebildet ist.
Weiterhin weist das System ein Speichersystem auf, das der zweiten Abgasreinigungseinrichtung zugeordnet, in der Regel darin angeordnet, und dazu ausgebildet ist, überschüssigen Kraftstoff desselben Überwachungs-Abgases so lange in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung zu speichern, bis er im Rahmen der Überwachung von dieser vollständig verbrannt ist, wobei hierzu Luft aus dem nachfolgenden Normal-Abgas verwendet wird.
Mit dem vorgestellten Verfahren sowie mit dem vorgestellten System ist es möglich, für die zweite Abgasreinigungseinrichtung eine alternative Onboard-Diagnose (OBD) durchzuführen. Hierzu wird zur Durchführung der Überwachung bzw. Diagnose der zweiten Abgasreinigungseinrichtung das Überwachungs-Abgas mit dem fetten Verbrennungsluftverhältnis bereitgestellt, das von dieser verbrannt und somit oxidiert wird. Somit wird zur Durchführung der Überwachung der Anteile ein Kraftstoff in dem Gemisch aus Luft und Kraftstoff gegenüber dem Normal-Gemisch erhöht und somit für das Abgas ein Fettsprung erzeugt, durch den das Überwachungs-Gemisch und weiterhin das Überwachungs-Abgas bereitgestellt wird.
Bei Durchführung des Verfahrens ist es nicht mehr erforderlich, zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung dieser eine Dosiereinrichtung vorzuschalten, mit der der zweiten Abgasreinigungseinrichtung ansonsten allein zum Zweck zu deren Überwachung zusätzlich Kraftstoff zugeführt wird.
Die zweite Abgasreinigungseinrichtung ist in Ausgestaltung als Katalysator, bspw. als Sperrkatalysator, mit einer katalytisch wirkenden Oxidationszone ausgebildet. Durch Erzeugen des Überwachungs-Gemisches und somit des Überwachungs-Abgases wird der zweiten Abgasreinigungseinrichtung im Vergleich zu dem Normal-Abgas zusätzlich unverbrannter Kohlenwasserstoff transportiert und somit für Abgas ein speziell abgestimmter und/oder dosierter Fettpuls bzw. Fettsprung erzeugt.
Im Normalbetrieb wird dem Verbrennungsmotor das überstöchiometrische magere Normal-Gemisch bereitgestellt, wohingegen dem Verbrennungsmotor zur Durchführung der Überwachung das Überwachungs-Gemisch mit dem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis bereitgestellt wird, wobei der Verbrennungsmotor entsprechend geregelt wird. Falls der Verbrennungsmotor bspw. dazu ausgebildet ist, als Kraftstoff Diesel zu verbrennen, ist der zusätzliche Kraftstoff bspw. über eine Nacheinspritzung bereitzustellen. Das aus der Verbrennung resultierende Überwachungs-Abgas weist im Verhältnis zu dem Normal-Abgas einen sehr viel höheren Anteil an unverbranntem Kraftstoff und an Kohlenmonoxid auf.
Eine Erzeugung des Überwachungs-Gemisches und somit des Überwachungs-Abgases im Rahmen der Überwachung wird erst beendet, wenn das Überwachungs-Abgas die mindestens eine erste Überwachungseinrichtung durchströmt bzw. durchlaufen hat, die innerhalb der Abgasanlage vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist. Da das Überwachungs-Abgas nur einen geringen Anteil an Luft und somit an Sauerstoff enthält, reagiert der zusätzliche Kraftstoff in dem Überwachungs-Abgas während des Fettpulses nicht auf die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung und wird nur unvollständig verbrannt. Somit ist es möglich, dass dieser unverbrannte Kraftstoff durch die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung zu der zweiten zu überwachenden Abgasreinigungseinrichtung strömt.
Sobald eine ausreichende Menge an Überwachungs-Abgas durch die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung geströmt ist und die zweite Abgasreinigungseinrichtung erreicht hat, wird für den Verbrennungsmotor wieder das Normal-Gemisch mit überstöchiometrischem Verbrennungsluftverhältnis erzeugt und bereitgestellt, das im Vergleich zu dem Überwachungs-Gemisch einen Überschuss an Sauerstoff aufweist. Während der Überwachung wird unverbrannter Kraftstoff des Überwachungs-Abgases in der zu überwachenden zweiten Abgasreinigungseinrichtung gespeichert und verbrannt, wobei dieser überschüssige Kraftstoff exotherm reagiert. Hierdurch wird eine Temperatur der zweiten Abgasreinigungseinrichtung sowie des gereinigten Austritts-Gases aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung erhöht, wobei ein Anstieg der Temperatur als Parameter erfasst und ausgewertet wird. Falls der Anstieg der Temperatur geringer als ein applizierter Grenzwert ist, wird im Rahmen der Diagnose festgestellt, dass eine Funktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung beeinträchtigt ist. In diesem Fall wird ein Fahrer eines Fahrzeugs, das den Verbrennungsmotor und die Abgasanlage aufweist, darüber akustisch und/oder optisch über eine Anzeige, bspw. eine Fehlerlampe, informiert. Falls sich im Rahmen der Überwachung herausstellt, dass der Anstieg der Temperatur der zweiten Abgasreinigungseinrichtung und/oder des Austritts-Gases größer als der applizierte Grenzwert ist, wird festgestellt, dass die Funktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung in Ordnung ist.
Durch Verwendung des zweiten Sensors als Komponente des Systems, der üblicherweise als Lambdasonde ausgebildet und vor der zu überwachenden zweiten Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist, wird ermittelt, ob auf die zweite Abgasreinigungseinrichtung entweder das überstöchiometrische Normal-Abgas oder das unterstöchiometrische Überwachungs-Abgas strömt. Dabei ist es möglich, dass mit dem zweiten Sensor ermittelt wird, wann eine zur Überwachung vorgesehene bzw. erforderliche Menge an Überwachungs-Abgas und somit von überschüssigem Kraftstoff die zweite Abgasreinigungseinrichtung erreicht hat. Sobald die hierfür vorgesehene Menge ausreichend ist, wird von dem zweiten Sensor ein Signal bereitgestellt, das üblicherweise das Steuergerät darüber informiert, den Verbrennungsmotor wieder in den Normalbetrieb umzuschalten und diesem das überstöchiometrische Normal-Gemisch bereitzustellen. Dabei ist es möglich, eine Menge an Überwachungs-Abgas auch über das Modell zu beschreiben, durch das abhängig von mindestens einem Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, bspw. dessen Drehzahl, eine Länge der Zeitspanne zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt eingestellt wird. Mit dem ersten Sensor, üblicherweise dem Thermometer, das in Strömungsrichtung hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist, wird der Anstieg der Temperatur aufgrund der exothermen Reaktion durch Verbrennung des Kraftstoffs des Überwachungs-Abgases durch die zweite Abgasreinigungseinrichtung ermittelt. Dabei wird von dem ersten Sensor üblicherweise ein Signal bereitgestellt, das von dem Steuergerät ausgewertet wird.
In Ausgestaltung ist die zweite Abgasreinigungseinrichtung, üblicherweise ein Katalysator, mit einer Beschichtung ausgestattet, die dazu ausgebildet ist, unverbrannten Kraftstoff, bspw. unverbrannte Kohlenwasserstoffverbindungen des fetten Überwachungs-Abgases so lange in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung zu speichern, bis zu dieser wieder genügend Luft bzw. Sauerstoff geströmt ist, der sich in dem überstöchiometrischen Normal-Abgas befindet. Eine derartige Beschichtung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung ist bspw. als Zeolith und somit als Aluminiumsilikat ausgebildet.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist es denkbar, dem Verbrennungsmotor, nachdem diesem zur Durchführung der Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung das fette Überwachungs-Gemisch bereitgestellt worden ist, eine modifiziertes Normal-Gemisch bereitzustellen, das einen höheren Lambdawert und somit ein höheres Verbrennungsluftverhältnis als das sonst übliche Normal-Gemisch aufweist. Somit wird der zweiten Abgasreinigungseinrichtung kurzzeitig eine größere Menge an Sauerstoff als sonst üblich bereitgestellt, mit der auch zur Durchführung der Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung der zusätzliche überschüssige Kraftstoff des Überwachungs-Abgases verbrannt wird, der dieser zuvor mit dem Überwachungs-Abgas bereitgestellt und darin gespeichert worden ist.
Die Abgasanlage bzw. ein entsprechendes Abgasnachbehandlungssystem umfasst mindestens zwei hintereinander angeordnete Abgasreinigungseinrichtungen, d. h. die in Strömungsrichtung hinter dem Verbrennungsmotor angeordnete mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung sowie die dahinter angeordnete zweite Abgasreinigungseinrichtung, deren Funktion im Rahmen des Verfahrens überwacht wird. Dabei ist es möglich, dass eine der beiden Abgasreinigungseinrichtungen dazu ausgebildet ist, für zu reinigendes Abgas eine selektive katalytische Reduktion unter Nutzung einer wässrigen Harnstofflösung durchzuführen, mit der aus dem Abgas Stickoxide entfernt werden. Eine zweite Abgasreinigungseinrichtung ist dazu ausgebildet, Stickoxide (NOx) katalytisch zu speichern, wobei eine derartige Abgasreinigungseinrichtung als NOx-Speicherkatalysator ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Somit ist es möglich, dass in der Abgasanlage zwei Technologien kombiniert werden und demnach ein Kombisystem zum Reinigen von Abgas realisiert wird.
In der Regel ist der Verbrennungsmotor zum Antreiben bzw. Fortbewegen eines Fahrzeugs, bspw. eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. Demnach sind der Verbrennungsmotor und die Abgasanlage als Komponenten des Fahrzeugs ausgebildet. An die Abgasreinigungseinrichtungen der Abgasanlage werden erhöhte Anforderungen gestellt, wobei berücksichtigt wird, dass bei einer gesetzlich vorgeschriebenen Onboard-Diagnose bzw. - Überwachung der emissionsmindernden Abgasreinigungseinrichtungen überprüft wird, ob sich deren Funktionen verschlechtern, was bspw. aufgrund einer Alterung der Abgasreinigungseinrichtungen verursacht wird. Falls im Rahmen des Verfahrens festgestellt wird, dass sich die Funktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung verschlechtert, so dass gesetzlich zu erfüllende Grenzwerte hinsichtlich einer Zusammensetzung des Austritts-Gases nicht mehr eingehalten werden, wird dem Fahrer des Fahrzeugs ein entsprechendes optisches und/oder akustisches Signal bereitgestellt, das ihn über diesen Umstand informiert und anweist, das Fahrzeug zur Überprüfung und/oder Reparatur zu einer Werkstatt zu bringen.
In Ausgestaltung ist es möglich, dass die zweite Abgasreinigungseinrichtung als Katalysator ausgebildet ist und einen Sauerstoffspeicher zum Speichern von Sauerstoff aufweist. Falls eine Menge an Sauerstoff, die in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung speicherbar ist, unter einen hierfür vorgesehenen Grenzwert fällt, ist dessen Funktion beeinträchtigt und der Fahrer darüber zu informieren. Die Menge an speicherbarem Sauerstoff in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung ist im Rahmen der Überwachung anhand einer Fähigkeit einer Oxidation von Kraftstoff durch die zweite Abgasreinigungseinrichtung zu ermitteln. Hierfür ist vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor bspw. als Lambdasonde ausgebildet ist und einen Verlauf eines Lambdawerts überwacht, der weiterhin im Rahmen der Überwachung bewertet wird. Die zweite Abgasreinigungseinrichtung ist in Ausgestaltung als Katalysator zur Oxidation von Kraftstoff ausgebildet. Dabei wird zur Überwachung eine exotherme Reaktion von Luft und Kraftstoff durch die zweite Abgasreinigungseinrichtung analysiert, wobei im Rahmen der Überwachung durch Oxidation von unverbranntem Kraftstoff aus dem Überwachungs-Abgas von der zweiten Abgasreinigungseinrichtung eine Nachoxidation durchgeführt wird. Dieser zusätzliche unverbrannte Kraftstoff, der zur Durchführung der Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung mit dem Überwachungs-Abgas zugeführt wird, wird in dem Verbrennungsmotor bspw. über eine Nacheinspritzung unter Bereitstellung des Überwachungs-Gemisches zugeführt, wobei dieser zusätzliche unverbrannte Kraftstoff weiterhin über das Überwachungs-Abgas der Abgasanlage zugeführt wird. Dieser zusätzliche unverbrannte Kraftstoff des fetten Überwachungs-Abgases wird mit der zweiten Abgasreinigungseinrichtung durch Verbrennen mit Sauerstoff aus der Luft zu Wasser und Kohlendioxid oxidiert. Dabei steigt die Temperatur der zweiten Abgasreinigungseinrichtung und/oder des gereinigten Austritts-Gases an, wobei ein daraus resultierender Anstieg der Temperatur im Rahmen der Überwachung ausgewertet wird. Falls der Anstieg der Temperatur größer als ein hierfür vorgesehener applizierter Grenzwert ist, ist die Funktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung in Ordnung. Falls der Anstieg der Temperatur jedoch geringer als der applizierte Grenzwert ist, ist die Funktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung beeinträchtigt, worüber der Fahrer des Fahrzeugs über das optische und/oder akustische Signal informiert wird.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.

1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform einer Abgasanlage bei Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform einer Abgasanlage bei Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine dritte Ausführungsform einer Abgasanlage bei Durchführung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet.
Die nachfolgenden 1, 2, 3 zeigen jeweils ein Beispiel eines Verbrennungsmotors 4, 30, 50 für ein Fahrzeug, dem jeweils eine Ausführungsform 2, 32, 52 einer Abgasanlage dieses Fahrzeugs nachgeschaltet ist. Zum Betreiben des Verbrennungsmotors 4, 30, 50 wird diesem ein Gemisch aus Luft, die Sauerstoff enthält, und Kraftstoff, üblicherweise einer Kohlenwasserstoffverbindung, bereitgestellt. Dieses Gemisch wird von dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 verbrannt, wobei von dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 ein Abgas erzeugt wird. Dieses Abgas durchströmt in einer Strömungsrichtung ausgehend von dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 einzelne, nachfolgend genauer beschriebene Komponenten der Abgasanlage 2, 32, 52. Dabei umfasst jede Abgasanlage 2, 32, 52 u. a. mehrere Abgasreinigungseinrichtungen 8, 12, 14, 36, 38, 40, 56, 58, 64, wobei Abgas aus dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 diese Abgasreinigungseinrichtungen 8, 12, 14, 36, 38, 40, 56, 58, 64 nacheinander durchströmt, wobei das Abgas von den genannten Abgasreinigungseinrichtungen 8, 12, 14, 36, 38, 40, 56, 58, 64 durch Katalyse und/oder Filterung sukzessive gereinigt wird. Nachdem Abgas jeweils eine letzte Abgasreinigungseinrichtung 14, 40, 64 erreicht hat, in der es abschließend gereinigt wird, tritt aus dieser letzten Abgasreinigungseinrichtung 14, 40, 64 gereinigtes Austritts-Gas aus.
1 zeigt in schematischer Darstellung die erste Ausführungsform der Abgasanlage 2, die hier einem Verbrennungsmotor 4 nachgeschaltet ist, der hier zum Antreiben eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Diese Abgasanlage 2 umfasst nacheinander einen Turbolader 6 und eine primäre erste Abgasreinigungseinrichtung 8, die hier als Kombination eines Stickoxid-Speicherkatalysators und Dieseloxidationskatalysators (NSC/DOC) ausgebildet ist. Hinter dieser primären ersten Abgasreinigungseinrichtung 8 ist eine Dosiereinrichtung 10 nachgeschaltet, die hier dazu ausgebildet ist, der Abgasanlage 2 eine Harnstofflösung (AdBlue) bereitzustellen. Dahinter ist innerhalb der Abgasanlage 2 eine sekundäre erste Abgasreinigungseinrichtung 12 angeordnet, die als Kombination eines Katalysators zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR) und eines Dieselpartikelfilters (DPF) ausgebildet ist. Hinter dieser sekundären ersten Abgasreinigungseinrichtung 12 ist in Strömungsrichtung des Abgases eine zweite Abgasreinigungseinrichtung 14 angeordnet, die als Kombination eines Katalysators zur Durchführung der selektiven katalytischen Reduktion und eines Katalysators zur Dieseloxidation ausgebildet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass diese erste Abgasanlage 2 zwei Sensoren 16, 18 aufweist, die zugleich als Komponenten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems ausgebildet sind, mit dem die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar ist. Dabei ist der erste Sensor 16 in Strömungsrichtung hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14 angeordnet und als Thermometer bzw. Temperatursonde ausgebildet. Der zweite Sensor 18 ist innerhalb der Abgasanlage 2 hinter der sekundären ersten Abgasreinigungseinrichtung 12 und vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14 angeordnet. Diese beiden Sensoren 16, 18 sind ebenso wie ein Steuergerät 20 als Komponenten des erfindungsgemäßen Systems ausgebildet, wobei dieses Steuergerät 20 weiterhin dazu ausgebildet ist, die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern.
2 zeigt ein weiteres Beispiel eines Verbrennungsmotors 30 zum Antreiben eines Fahrzeugs, dem die zweite Ausführungsform der Abgasanlage 32 nachgeschaltet ist. Diese zweite Abgasanlage 2 umfasst als Komponenten ebenfalls einen Turbolader 34 sowie eine erste Abgasreinigungseinrichtung 36, die hier als Kombination eines Stickoxid-Speicherkatalysators und Dieseloxidationskatalysators ausgebildet ist. Hinter dieser ersten Abgasreinigungseinrichtung 36 ist in Strömungsrichtung des Abgases als zweite Abgasreinigungseinrichtung 38 ein katalytischer Rußfilter angeordnet. Weiterhin umfasst diese Abgasanlage 32 ein Dosiergerät 42, mit dem der Abgasanlage 32 Harnstoff zugeführt wird. Diesem Dosiergerät 42 ist weiterhin eine dritte Abgasreinigungseinrichtung 40 nachgeschaltet, die als Katalysator zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion ausgebildet ist. Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems umfasst ein Steuergerät 44 zum Steuern der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einen ersten Sensor 46 und einen zweiten Sensor 48. Dabei ist der erste Sensor 46 als Thermometer in Strömungsrichtung hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 38 angeordnet. Der zweite Sensor 48 ist hier als Lambdasonde ausgebildet und in Strömungsrichtung hinter der ersten Abgasreinigungseinrichtung 36 und vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 38 angeordnet.
3 zeigt ein drittes Beispiel für einen Verbrennungsmotor 50 eines Fahrzeugs, dem die zweite Ausführungsform der Abgasanlage 52 nachgeschaltet ist. Diese zweite Abgasanlage 52 umfasst einen Turbolader 54, der innerhalb der Abgasanlage 52 hinter dem Verbrennungsmotor 50 angeordnet ist, eine primäre erste Abgasreinigungseinrichtung 56, die hier als Kombination eines Stickoxid-Speicherkatalysators und eines Dieseloxidationskatalysators ausgebildet ist, eine sekundäre erste Abgasreinigungseinrichtung 58, die hier als Katalysator zum Filtern von Ruß ausgebildet ist, und eine zweite Abgasreinigungseinrichtung 60, die hier als Dieseloxidationskatalysator ausgebildet ist. Innerhalb dieser dritten Ausführungsform der Abgasanlage 52 ist in Strömungsrichtung des Abgases hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 60 ein Dosiergerät 62 nachgeschaltet, das dazu ausgebildet ist, der Abgasanlage 52 eine Harnstofflösung bereitzustellen. Hinter dieser Dosiereinrichtung 62 ist eine dritte Abgasreinigungseinrichtung 64 angeordnet, die zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion ausgebildet ist. 3 zeigt auch Komponenten einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses System umfasst ein Steuergerät 66 zum Steuern der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einen ersten Sensor 68 und einen zweiten Sensor 70, wobei der erste Sensor 68 in Strömungsrichtung hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 60 angeordnet und als Thermometer ausgebildet ist. Der zweite Sensor 70 ist innerhalb der Abgasanlage 52 hinter der sekundären ersten Abgasreinigungseinrichtung 58 und vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 70 angeordnet.
Sämtliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 einer jeweiligen Abgasanlage 2, 32, 52 für einen Verbrennungsmotor 4, 30, 50 haben gemeinsam, dass mit dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird. In einem Normalbetrieb wird dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 ein Normal-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt, das ein überstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis mit einem Überschuss an Luft aufweist und von dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 zu einem Normal-Abgas verbrannt wird. Zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung 14, 38, 60 wird dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 ab einem ersten Zeitpunkt ein Überwachungs-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt wird, das ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis mit einem Überschuss an Kraftstoff aufweist, das von dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 zu einem Überwachungs-Abgas verbrannt wird. Kraftstoff des Überwachungs-Abgases wird von der mindestens einen ersten Abgasreinigungsvorrichtung 8, 12, 36, 56, 58 unvollständig, jedoch bei der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 vollständig verbrannt, wobei eine Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 erfasst wird.
Weiterhin wird zum Erfassen der Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 mit dem ersten Sensor 16, 46, 68 eine Temperatur von Austritts-Gas gemessen, das aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 austritt.
Danach wird dem Verbrennungsmotor 4, 30, 50 ab einem zweiten Zeitpunkt wieder das Normal-Gemisch oder ggf. ein modifiziertes Normal-Gemisch bereitgestellt, das einen größeren Anteil Luft als Normal-Gemisch aufweist, sobald das Überwachungs-Abgas die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung 8, 12, 36, 56, 58 durchströmt und die zweite Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 erreicht hat. Kraftstoff des Überwachungs-Abgases, der in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 14, 38, 60 gespeichert ist und sich darin befindet, wird während der Überwachung mit Luft bzw. Sauerstoff aus dem ggf. modifizierten Normal-Abgas verbrannt.

Claims

Verfahren zur Überwachung einer zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) einer Abgasanlage (2, 32, 52) für einen Verbrennungsmotor (4, 30, 50), mit dem ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird, wobei in einer Strömungsrichtung von Abgas dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) der Abgasanlage (2, 32, 52) nachgeschaltet ist, der die zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) nachgeschaltet ist, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) in einem Normalbetrieb ein Normal-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt wird, das ein überstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zu einem Normal-Abgas verbrannt wird, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung (14, 38, 60) ab einem ersten vorzugebenden Zeitpunkt ein Überwachungs-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt wird, das ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zu einem Überwachungs-Abgas verbrannt wird, wobei Kraftstoff des Überwachungs-Abgases bei der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) verbrannt und eine Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) erfasst wird, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) ab einem vorzugebenden zweiten Zeitpunkt wieder das Normal-Gemisch bereitgestellt wird, sobald das Überwachungs-Abgas die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) durchströmt und die zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei der Überwachung zum Erfassen der Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) eine Temperatur von Austritts-Gas erfasst und gemessen wird, das aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) austritt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in der Strömungsrichtung vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38,60) das Verbrennungsluftverhältnis des Abgases erfasst und gemessen wird, wobei der zweite Zeitpunkt eintritt, sobald vor der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung (14, 38, 60) das Überwachungs-Gemisch mit dem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis nachgewiesen wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der zweite Zeitpunkt über ein Modell ermittelt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem eine zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) überwacht wird, die als Katalysator und/oder als Partikelfilter ausgebildet ist.
System zur Überwachung einer zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) einer Abgasanlage (2, 32, 52) für einen Verbrennungsmotor (4, 30, 50), mit dem ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu Abgas verbrannt wird, wobei in einer Strömungsrichtung von Abgas dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) der Abgasanlage (2, 32, 52) nachgeschaltet ist, der die zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) nachgeschaltet ist, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) in einem Normalbetrieb ein Normal-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitgestellt wird, das ein überstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zu einem Normal-Abgas verbrannt wird, wobei das System (2, 32, 52) ein Steuergerät (20, 44, 66) und mindestens einen ersten Sensor (16, 46, 48) aufweist, wobei das Steuergerät (28, 44, 66) dazu ausgebildet ist, das Verbrennungsluftverhältnis des zu verbrennenden Gemisches einzustellen und dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zur Überwachung der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung ab einem vorgegebenen ersten Zeitpunkt ein Überwachungs-Gemisch aus Luft und Kraftstoff bereitzustellen, das ein unterstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis aufweist, das von dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) zu einem Überwachungs-Abgas verbrannt wird, wobei Kraftstoff des Überwachungs-Abgases bei der Überwachung in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) verbrannt wird, wobei der mindestens eine erste Sensor (8, 12, 36, 56, 58) dazu ausgebildet ist, eine Reaktion der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) zu erfassen, wobei dem Verbrennungsmotor (4, 30, 50) ab einem vorzugebenden zweiten Zeitpunkt wieder das Normal-Gemisch bereitgestellt wird, sobald das Überwachungs-Abgas die mindestens eine erste Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) durchströmt und die zweite Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) erreicht hat.
System nach Anspruch 6, bei dem der mindestens eine erste Sensor (16, 46, 48) in der Strömungsrichtung hinter der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) angeordnet und dazu ausgebildet ist, mindestens einen Parameter von Austritts-Gas zu erfassen, das aus der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (14, 38, 60) strömt.
System nach Anspruch 6 oder 7, das mindestens einen zweiten Sensor (18, 48, 70) aufweist, der in der Strömungsrichtung hinter der mindestens einen ersten Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) und vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) angeordnet und dazu ausgebildet ist, mindestens einen Parameter von Abgas vor der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) zu erfassen.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ein Speichersystem aufweist, das der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) zugeordnet und dazu ausgebildet ist, Kraftstoff so lange in der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (8, 12, 36, 56, 58) zu speichern, bis dieser verbrannt ist.