Verfahren und Vorrichtung zur Desulfatisierung eines Stickoxidspeicherkatalysators

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruch 1 genannten Art.

[0002] Eine Möglichkeit den Brennstoffverbrauch von Brennkraftmaschinen zu reduzieren ist der magere Motorbetrieb. Dies bedeutet, die Brennkraftmaschine wird nicht mit einem stöchiometrischen Verhältnis von Luft und Brennstoff betrieben, sondern mit Luftüberschuß. Bei dieser Betriebsart können die Stickoxid-Emissionen (NO_x) bei Verwendung eines heute üblichen Dreiwegekatalysator nicht reduziert werden, sodass die gesetzlich vorgegebenen Abgasgrenzwerte nicht einhaltbar sind. Aus diesem Grund werden zur Abgasnachbehandlung bei magerem Motorbetrieb Stickoxidspeicherkatalysatoren eingesetzt. Diese speichern die von der Brennkraftmaschine emittierten NO_x-Rohemissionen während des Motormagerbetriebs zwischen. Nach einiger Zeit wird die Brennkraftmaschine fett betrieben, um die gespeicherten Stickoxide wieder frei zu setzen und chemisch in unschädliche Stoffe umzuwandeln. Als fetter Motorbetrieb wird ein Motorbetrieb mit Brennstoffüberschuß bezeichnet.

[0003] Heute üblicherweise verwendete Brennstoffe und Motorschmiermittel beinhalten neben den gewünschten Kohlenwasserstoffketten auch nicht erwünschte Bestandteile. Hierzu zählt neben anderen der Schwefel und dessen chemischen Verbindungen. Beim Motorbetrieb wird Schwefel in Form von Schwefeldioxid (SO₂) von der Brennkraftmaschine ausgestoßen. Problematisch für die neuen Beschichtungen von NO_x-Speicherkatalysatoren ist deren Anfälligkeit für eine Schwefelvergiftung durch Sulfatbildung in und auf dem Katalysatormaterial. Als Folge der Schwefelvergiftung nimmt die Speicherkapazität des NO_x-Speicherkatalysators für Stickoxide bis zur Unwirksamkeit ab.

[0004] Die Erfindung geht aus von der EP-A-0 915 244, in der ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine zur Desulfatisierung eines in einer Abgasreinigungsanlage angeordneten NOx-Speicherkatalysators durch zyklischen Wechsel des Luftverhältnisses beschrieben, ist wobei die NOx-Emission im Verbrennungsabgas nach einem NOx-Speicherkatalysator fortlaufend oder intermittierend gemessen und gleichzeitig ein weiterer Wert für eine NOx-Konzentration vor dem NOx-Speicherkatalysator ermittelt wird und der Quotient aus dem Wert der NOx-Konzentration vor dem NOx-Speicherkatalysator zu dem NOx-Messwert nach dem NOx-Speicherkatalysator gebildet wird und dieser mit einem ersten Sollwert fortlaufend verglichen wird, wobei bei Unterschreitung eines ersten Sollwertes eine Desulfatisierung eingeleitet wird.

[0005] Nachteilig an dem zitierten Stand der Technik ist, dass die Dauer der Desulfatisierung durch ein festes Zeitfenster vorgegeben ist. Aufgrund des unexakten Abbruchkriteriums, d. h. Abbruch der Desulfatisierung nach einer vorbestimmten Dauer, dauert die Desulfatisierung in der Regel länger als es für die Desulfatisierung notwendig ist. Dies bedeutet, dass auch nachdem der NOx-Speicherkatalysator bereits vollständig desulfatisiert ist, der "fette" Betrieb, d. h. Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffüberschuss, weiter andauert. Dies führt zu erheblichen Emissionsnachteilen, der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine wird erhöht und Kohlenwasserstoffe verlassen den Abgasstrang unverbrannt und belasten die Umwelt. Aber auch während der Desulfatisierung treten Kohlenwasserstoffdurchbrüche auf, die den Abgasstrang ebenfalls unverbrannt verlassen und die Umwelt unnötig belasten. Ferner kann eine sich an eine Desulfatisierungsphase anschließende Schwefelwasserstoffemission nicht verhindert werden.

[0006] Aufgabe unserer Erfindung ist es, die Kohlenwasserstoffemission bereits während und nach einer Desulfatisierung des NOx-Speicherkatalysators zu minimieren.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass während der Desulfatisierung in jeder Magerphase die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas nach dem NOx-Speicherkataiysator gemessen und gleichzeitig ein weiterer Wert für die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NOx-Speicherkatalysator ermittelt wird, der Quotient aus dem Wert der NOx-Konzentration vor dem NOx-Speicherkatalysator zu dem NOx-Messwert nach dem NOx-Speicherkatalysator gebildet und dieser mit einem zweiten Sollwert fortlaufend verglichen wird, und dass bei Überschreitung des zweiten Sollwertes die Desulfatisierung gestoppt wird.

[0008] Durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Patentanspruch 6 werden alle o. g. Nachteile vermieden.

[0009] Dem Grundgedanken der Erfindung liegen Messungen zugrunde, die bestätigen, dass mit einem NO_x-Sensor indirekt die von einem NO_x-Speicherkatalysator während der Desulfatisierung emittierten Schwefeldioxidkonzentation (SO₂) nachgewiesen werden. Dieser Effekt wird ausgenutzt, um den Grad der Desulfatisierung eines NO_x-Speicherkatalysators zu bestimmen. Diese Bestimmung ist unabhängig vom Schwefelgehalt im Brennstoff und von der Alterung des NO_x-Speicherkatalysators.

[0010] Durch Messung der NO_x-Emission in Strömungsrichtung nach dem NO_x-Speicherkatalysator wird, stellvertretend für die SO₂-Konzentation im Verbrennungsabgas nach dem NO_x-Speicherkatalysator, während einer Desulfatisierung ein Abbruchzeitpunkt für diese durch Unterschreiten eines definierten zweiten Sollwertes festgelegt. Vorteilhaft zur Bestimmung des Desulfatisierungsgrades des NO_x-Speicherkatalysators ist die Durchführung einer NO_x-Messung anstelle einer aufwendigen SO₂-Konzentrationsmessung im Verbrennungsabgas. Das hier dargelegte Verfahren gestattet eine bedarfsgerechte Desulfatisierung, unabhängig vom Schwefelgehalt des Brennstoffs, direkt abgeleitet aus der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas nach dem NO_x-Speicherkatalysator und der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator. Dies führt, neben dem Motormagerbetrieb, zu weiterer Brennstoffersparnis, da die Desulfatisierung nur so lang, wie es bis zur Wiederherstellung der notwendigen NO_x-Katalysatoreffizenz notwendig ist, durchgeführt wird. Hieraus leitet sich wiederum vorteilhaft eine längere Katalysatorlebensdauer ab, da sowohl eine übermäßige Verschwefelung als auch ein zu langer Betrieb mit Temperaturerhöhung im NO_x-Speicherkatalysator vermieden wird. Die Temperaturerhöhung kommt unter anderem durch eine exotherme Reaktion aufgrund der fetten Motorbetriebsphasen im NO_x-Speicherkatalysator zustande. Sie unterstützt zusätzlich den Schwefel-Abbau. Zusätzlich wird eine gleichbleibend hohe NO_x-Umsetzungsrate des Speicherkatalysators über seine gesamte Lebensdauer realisiert.

[0011] Vorteilhaft nach Anspruch 7 ist die ständige Verfügbarkeit der aktuellen NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator durch eine einfache NO_x-Messung mit einem zweiten NO_x-Sensor, da durch Quotientenbildung von NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator zur NO_x-Emission nach dem NO_x-Speicherkatalysator die Katalysatoreffizienz bestimmt wird.

[0012] Vorteilhaft nach Anspruch 8 ist der Entfall eines Bauteiles bei Verwendung eines vorhandenen Steuergeräts anstelle eines zweiten NO_x-Sensors zur Bereitstellung der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator. In einem Speicher ist ein Kennfeld mit der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator für jeden Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abgelegt. Die Kennfeldwerte werden durch Messungen an einer Brennkraftmaschine ermittelt oder mit Hilfe von Verbrennungsmodellen in einer Recheneinheit in dem Steuergerät berechnet.

[0013] Vorteilhaft nach Anspruch 9 ist die Anpassung von Veränderungen im Brennverfahren der Brennkraftmaschine durch einfache Softwareänderungen im Steuergerät.

[0014] Positiv nach Anspruch 10 ist der Einsatz eines Kombinationssenors, der neben NO_x auch O₂ misst. Dies bedeutet, dass für den Magerbetrieb die heute üblichen O₂-Sensoren (Lambda-Sonde für λ-Messung) für Dreiwegekatalysatoren durch einen Kombinationssensor ersetzbar sind.

[0015] Weitere Einzelheiten eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sind aus den sieben beigelegten Zeichnungen zu entnehmen. Es stellen im Einzelnen dar:

Fig. 1: Prinzipaufbau zum Betrieb einer Brennkraftmaschine zur Desulfatisierung eines Stickoxidspeicherkatalysators

Fig. 2: weitere Ausbildungsvariante von Fig. 1

Fig. 3: weitere Ausbildungsvariante von Fig. 1

Fig. 4: Zeitlicher Verlauf von Schwefeldioxid- und Schwefelwasserstoffemission während einer kontinuierlichen Desulfatisierung

Fig. 5: Zeitlicher Verlauf von Schwefeldioxid- und Stickoxid-Emission während einer Wechseldesulfatisierung

Fig. 6: Flußdiagramm zur Erkennung einer Schwefelvergiftung

Fig. 7: Flußdiagramm zur bedarfsgerechten Beendung einer Wechseldesulfatisierung

[0016] Fig. 1 zeigt eine von einem elektronischen Steuergerät 1 gesteuerte mehrzylindrige Brennkraftmaschine 2, die für mageren Motorbetrieb ausgelegt ist. Die Verbrennungsabgase werden durch eine Abgasanlage 3 abgeleitet. Ein in der Abgasanlage 3 angeordneter NO_x-Speicherkatalysator 4 reinigt die Verbrennungsabgase von Stickoxiden. Ein erster NO_x-Sensor 5, in Strömungsrichtung hinter dem NO_x-Speicherkatalysator 4 angeordnet, misst die NO_x-Emission nach dem NO_x-Speicherkatalysator 4. Vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 ist ein zweiter NO_x-Sensor 6 in die Abgasanlage 3 angeordnet, der die NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 misst. Beide NO_x-Sensoren 5 und 6 sind mit dem Steuergerät 1 verbunden. Durch Quotientenbildung der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 zur NO_x-Emission nach dem NO_x-Speicherkatalysator 4 werden von dem Steuergerät 1 die Katalysatoreffizienz, bzw. seine Beladung mit Schwefelverbindungen ermittelt. Das Steuergerät 1 verfügt über einen Speicher mit Sollwerten 27. Durch Vergleich des Quotienten mit einem ersten Sollwert wird die Brennkraftmaschine 2 derart gesteuert, dass der NO_x-Speicherkatalysator 4 vor einer unzulässig starken Verschwefelung geschützt und bedarfsgerecht desulfatisiert wird. Der erste Sollwert ist abhängig von der aktuell von der Brennkraftmaschine 2 angeforderten Last, entsprechend dem aktuellen Betriebszustand.

[0017] Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Die Darstellung entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Anordnung. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der zweite NO_x-Sensor 6 durch einen Speicher mit Kennfeld 28 ersetzt ist. In diesem Kennfeld sind die NO_x-Konzentrationen im Verbrennungsabgas der Brennkraftmaschine 2 vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 abgelegt. Die im Kennfeld abgelegten NO_x-Konzentrationen vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 werden entweder durch Messungen oder durch numerische Simulationen mit Verbrennungsmodellen erhalten. Anstelle der Messung mit dem zweiten NO_x-Sensor 6 werden ständig die im Kennfeld abgelegten, dem aktuellen Betriebszustand entsprechenden NO_x- Konzentrationen vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 der Brennkraftmaschine 2, abgefragt. Die Quotientenbildung und der Sollwertvergleich mit dem ersten Sollwert erfolgen wie in dem zuerst genannten Prinzipaufbau.

[0018] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Die Darstellung entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Anordnung. Der Unterschied besteht darin, dass der zweite NO_x-Sensor 6 durch die Recheneinheit mit einem Verbrennungsmodell im Steuergerät 1 ersetzt ist. Dieses berechnet die aktuelle NO_x-Konzentration vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2. Die Quotientenbildung und der Sollwertvergleich mit dem ersten Sollwert erfolgen wie in dem zuerst genannten Prinzipaufbau.

[0019] Fig. 4 zeigt einen zeitlichen Verlauf von Schwefeldioxid-Emissionen 7, Schwefelwasserstoff-Emissionen 8, Luftverhältnis λ 9, Stickoxid-Emissionen 10 gemessen nach dem NO_x-Speicherkatalysator 4, Temperaturen des Verbrennungsabgases 11 gemessen in dem NO_x-Speicherkatalysator 4, die Stickoxid-Konzentrationen im Verbrennungsabgas 12 und Temperaturen des Verbrennungsabgases 13, gemessen vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4, während einer kontinuierlichen Desulfatisierung. Gemessen sind die Werte an einer saugrohreinspritzenden 6-zylindrigen Brennkraftmaschine bei 3250 1/min. Die Desulfatisierung wird ausschließlich durch fetten Motorbetrieb - keine Wechseldesulfatisierung - durchgeführt. Auf der X-Achse ist der Zeitverlauf in Sekunden ersichtlich, die Y-Achse zeigt die relative Amplitude der Messwerte. Die Desulfatisierung beginnt bei etwa 55 Sekunden, das Luftverhältnis λ 9 sinkt. Der Verlauf der Temperatur des Verbrennungsabgases 13 in Strömungsrichtung vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 steigt schneller an als der Verlauf der Temperatur des Verbrennungsabgases 11 in dem NO_x-Speicherkatalysator 4. Die Schwefeldioxid-Emission 7 erreicht nach etwa 15 Sekunden ein Maximum, und fällt dann wieder auf ein niedriges Niveau ab. Wenige Sekunden später steigt die Schwefelwasserstoff-Emission 8 stark an. Wie in der Aufgabe dargestellt ist dies der Zeitpunkt zu dem die Desulfatisierung abgebrochen werden muß, wenn kein Schwefelwasserstoff emittiert werden darf.

[0020] Fig. 5. zeigt eine Simultanmessung während einer Wechseldesulfatisierung. Über der Zeitachse in Sekunden sind entsprechend der Fig. 2, sämtliche zuvor genannten Messwerte, ermittelt an den selben Messstellen, aufgetragen. Die Emissionen sind aufgrund von messsystembedingten Signallaufzeiten gegenüber dem Luftverhältnis λ 9 um ca. 10 Sekunden nach spät verschoben.

[0021] Die Wechseldesulfatisierung wird durch abwechselnd fetten und mageren Motorbetrieb realisiert, gut erkennbar an den Stickoxid-Emissionen 10 und dem Luftverhältnis λ 9. Der Beginn der Wechseldesulfatisierung liegt bei etwa 50 Sekunden. Deutlich erkennbar ist in jeder fetten Phase das Ansteigen der Schwefeldioxid-Emission 7, die auf einen Schwefelaustrag aufgrund der Desulfatisierung hinweist. In jeder mageren Phase ist eine erhöhte Stickoxid-Emission 10 erkennbar. Ein Teil der Stickoxid-Konzentration 12 die vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 vorhanden ist, passiert diesen. Der Temperaturverlauf des Verbrennungsabgases 11 in dem NO_x-Speicherkatalysator 4 zeigt ab ca. 120 Sekunden nach Messbeginn höhere Werte als der Temperaturverlauf 13 vor diesem. Bei Betrachtung der Einhüllenden 14 und 14' der Verläufe von Schwefeldioxid- 7 und Stickoxid-Emission 10 fällt der gemeinsame Abfall der Schwefeldioxid- 7 und Stickoxid-Emission 10 ab etwa 100 Sekunden auf. Hieraus ist ersichtlich, dass die Messung der Stickoxid-Emission 10 repräsentativ für die Schwefeldioxid-Emissionen 7 ist. Wenn die Stickoxid-Emission 10 klein wird, kann daraus gefolgert werden, dass der Schwefel weitestgehend aus dem NO_x-Speicherkatalysator 4 abgebaut ist. Unterschreitet die Stickoxid-Emission 10 während einer Desulfatisierung einen zweiten Sollwert, wird die Desulfatisierung abgebrochen.

[0022] Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm zur Erkennung einer Schwefelvergiftung des NO_x-Speicherkatalysators 4. Mit dem Starten 15 der Brennkraftmaschine 2 beginnt die Messung der NO_x-Emission 16 nach dem NO_x-Speicherkatalysator 4 durch den ersten NO_x-Sensor 5 und gleichzeitig die Bestimmung der NO_x-Konzentration 17 im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4. Das Steuergerät 1 führt eine Quotientenbildung 18 der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 zu der NO_x-Emission durch. Anschließend wird ein Sollwertvergleich 19 zwischen dem Quotienten und einem ersten Sollwert, der aus dem Speicher mit Sollwerten 19 ausgelesen wird, durchgeführt. Der erste Sollwert ist abhängig von dem momentanen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 2. Bei Nichtunterschreitung des ersten Sollwertes werden die Schritte 16, 17 und 18 unverändert weiter geführt, bei Unterschreitung des ersten Sollwertes überprüft das Steuergerät 1 die Möglichkeit einer Desulfatisierung 20. Ist diese nicht durchführbar, führt das Steuergerät 1 weiterhin den Sollwertvergleich 19 mit aktuellen Quotienten durch, bis die Möglichkeit einer Desulfatisierung 20 gegeben ist. Erlaubt der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 die Durchführung der Desulfatisierung 21, so wird diese gestartet.

[0023] Die Bestimmung der NO_x-Konzentration 17 im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 erfolgt gemäß der Ausführung in Fig. 1 entweder aus dem Sensorausgangssignal des zweiten NO_x-Sensors 6, oder gemäß Fig. 2 aus dem Kennfeld des Speichers mit Kennfeld 28, oder entsprechend Fig. 3 aus einer NO_x-Berechnung der Recheneinheit 29 mit einem Verbrennungsmodell im Steuergerät 1.

[0024] Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm für die bedarfsgerechte Beendung einer Wechseldesulfatisierung. Die Brennkraftmaschine 2 befindet sich im Betriebszustand Wechseldesulfatisierung 21. Der erste NO_x-Sensor 5 misst die NO_x-Emission 22 nach dem NO_x-Speicherkatalysator 4 während eines mageren Motorbetriebs. Der magere Motorbetrieb dauert zwischen einer und dreißig Sekunden, abhängig von der katalytischen Beschichtung; der fette Motorbetrieb dauert ebenfalls zwischen einer und dreißig Sekunden, abhängig von der katalytischen Beschichtung und wird vor Eintritt der Bildung von Schwefelwasserstoff beendet. Gleichzeitig wird die aktuelle NO_x-Konzentration 23 im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 bestimmt.

[0025] Die Bestimmung der NO_x-Konzentration 23 erfolgt gemäß der Ausführung in Fig. 1 entweder aus dem Sensorausgangssignal des zweiten NO_x-Sensors 6, oder gemäß Fig. 2 aus dem Kennfeld des Speichers mit Kennfeld 28, oder entsprechend Fig. 3 aus einer NO_x-Berechnung der Recheneinheit 29 mit einem Verbrennungsmodell im Steuergerät 1.

[0026] Beide NO_x-Werte (vor und nach dem NO_x-Speicherkatalysator 4) stehen dem Steuergerät 1 zur Verfügung. Das Steuergerät 1 führt eine Quotientenbildung 24 aus der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator 4 zu der NO_x-Emission durch und führt anschließend einen weiteren Sollwertvergleich 25 mit einem zweiten Sollwert aus dem Speicher mit Sollwerten 27 durch. Der zweite Sollwert hängt ebenfalls von dem momentanen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 2 ab. Überschreitet der Quotient den zweiten Sollwert nicht, wird die Wechseldesulfatisierung 21 weiter geführt. Bei Überschreitung des zweiten Sollwertes beendet das Steuergerät 1 die Wechseldesulfatisierung 26. Die Brennkraftmaschine kann wieder im mageren Motorbetrieb betrieben werden.

Bezugszeichenliste:

[0027] 

1.

Steuergerät

2.

Brennkraftmaschine

3.

Abgasanlage

4.

NO_x-Speicherkatalysator

5.

erster NO_x-Sensor

6.

zweiter NO_x-Sensor

7.

Schwefeldioxid-Emission

8.

Schwefelwasserstoff-Emission

9.

Luftverhältnis λ

10.

Stickoxid-Emission

11.

Temperatur des Verbrennungsabgases im NO_x-Speicherkatalysator

12.

Stickoxid-Konzentration im Verbrennungsabgas vor NO_x-Speicherkatalysator

13.

Temperatur des Verbrennungsabgases vor NO_x-Speicherkatalysator

14, 14'

Einhüllende der Emissionen von Schwefeldioxid und Stickoxiden

15.

Starten der Brennkraftmaschine

16.

Messung der NO_x-Emission

17.

Bestimmung der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor NO Speicherkatalysator

18

Quotientenbildung

19.

Sollwertvergleich

20.

Möglichkeit einer Desulfatisierung

21.

Durchführung der Desulfatisierung

22.

Messung der NO_x-Emission

23.

Bestimmung der NO_x-Konzentration im Verbrennungsabgas vor NO_x-Speicherkatalysator

24.

Quotientenbildung

25.

Sollwertvergleich

26.

Beenden der Desulfatisierung

27.

Speicher mit Sollwerten

28.

Speicher mit Kennfeld

29.

Recheneinheit

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine zur Desulfatisierung eines in einer Abgasreinigungsanlage angeordneten NO_x-Speicherkatalysators durch zyklischen Wechsel des Luftverhältnisses dadurch gekennzeichnet, dass

- die NO_x-Emission im Verbrennungsabgas nach einem NO_x-Speicherkatalysator fortlaufend oder intermittierend gemessen (16) und gleichzeitig ein weiterer Wert für eine NO_x-Konzentration vor dem NO_x-Speicherkatalysator ermittelt (17) wird,

- der Quotient aus dem Wert der NO_x-Konzentration vor dem NO_x-Speicherkatalysator zu dem NO_x-Messwert nach dem NO_x-Speicherkatalysator gebildet (18) und dieser mit einem ersten von der Motorlast abhängigen Sollwert fortlaufend verglichen (19) wird,

- bei Unterschreitung des ersten Sollwertes (20) eine Desulfatisierung eingeleitet (21) wird,

- während der Desulfatisierung (21) in jeder Magerphase die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas nach dem NO_x-Speicherkatalysator gemessen (22) und gleichzeitig ein weiterer Wert für die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator ermittelt (23) wird,

- der Quotient aus dem Wert der NO_x-Konzentration vor dem NO_x-Speicherkatalysator zu dem NO_x-Messwert nach dem NO_x-Speicherkatalysator gebildet (24) und dieser mit einem zweiten Sollwert fortlaufend verglichen (25) wird,

- bei Überschreitung des zweiten Sollwertes die Desulfatisierung gestoppt (26) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte aus einem Speicher mit Sollwerten (27) ausgelesen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) aus einem Speicher mit Kennfeld (28) ausgelesen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) mit einem Verbrennungsmodell von einer Recheneinheit (29) berechnet wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein NO_x-Sensor (5) in Strömungsrichtung nach einem NO_x-Speicherkatalysator (4) angeordnet und mit einem Steuergerät (1) verbunden ist, mit dem die Desulfatisierung des NO_x-Speicherkatalysators (4) in Abhängigkeit von dem NO_x-Sensorausgangssignal und einem weiteren Wert für die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) durchführbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer NO_x-Sensor (6) vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) angeordnet und mit dem Steuergerät (1) verbunden ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) in einem Speicher mit Kennfeld (28) abgelegt und von dem Steuergerät (1) auslesbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die NOx-Konzentration im Verbrennungsabgas vor dem NO_x-Speicherkatalysator (4) von einer Recheneinheit (29) in dem Steuergerät (1) mit Hilfe eines Verbrennungsmodells berechenbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der NO_x-Sensor (5) mit einem Sauerstoffsensor in einem gemeinsamen Gehäuse kombinierbar ist.

Claims

1. A method of operating an internal combustion engine for desulphation, by cyclic change of the air ratio, of an NO_x storage catalytic converter disposed in an exhaust gas purification system, characterised in that

- the NO_x emission in the exhaust gas after leaving an NO_x storage catalytic converter is continuously or intermittently measured (16) and an additional value is simultaneously determined for an NO_x concentration in front of the NO_x storage catalytic converter (17),

- the quotient of the NO_x concentration in front of the NO_x storage catalytic converter and the NO_x measured after the NO_x storage catalytic converter is obtained (18) and is continuously compared (19) with a first set value dependent on the load on the engine, and

- if the quotient is below the first set value (20), desulphation is initiated (21),

- during the desulphation process (21) the NO_x concentration in the exhaust gas after the NO_x storage catalytic converter is measured (22) in each lean phase and simultaneously an additional value is determined for the NO_x concentration in the exhaust gas in front of the NO_x storage catalytic converter (23),

- the quotient of the NO_x concentration in front of the NO_x storage catalytic converter and the NO_x measured after the NO_x storage catalytic converter is obtained (24) and is continuously compared with a second set value (25), and

- if the second set value is exceeded, the desulphation process is stopped (26).

2. A method according to claim 1, characterised in that the set values are read out of a set-value memory (27).

3. A method according to claim 1, characterised in that the NO_x concentration in the exhaust gas is measured in front of the NO_x storage catalytic converter (4).

4. A method according to claim 1, characterised in that the NO_x concentration in the exhaust gas in front of the NO_x storage catalytic converter (4) is read out of a performance-graph memory (28).

5. A method according to claim 1, characterised in that the NO_x concentration in the exhaust gas in front of the NO_x storage catalytic converter (4) is calculated by an arithmetic unit (29), using a combustion model.

6. A device for working the method according to any of the preceding claims, characterised in that an NO_x sensor (5) is disposed behind an NO_x storage catalytic converter (4) in the direction of flow and is connected to a control unit (1) for desulphating the NO_x storage catalytic converter (4) in dependence on the output signal of the NO_x sensor and an additional value for the NO_x concentration in the exhaust gas in front of the NO_x storage catalytic converter (4).

7. A device according to claim 6, characterised in that an additional NO_x sensor (6) is disposed in front of the NO_x storage catalytic converter (4) and connected to the control unit (1).

8. A device according to claim 6, characterised in that the NO_x concentration in the exhaust gas in front of the NO_x storage catalytic converter (4) is filed in a performance-graph memory (28) and can be read out by the control unit (1).

9. A device according to claim 6, characterised in that the NO_x concentration in the exhaust gas in front of the NO_x storage catalytic converter (4) can be calculated by a computer unit (29) in the control unit (1), using a combustion model.

10. A device according to any of the previous claims, characterised in that the NO_x sensor (5) can be combined with an oxygen sensor in a common casing.

Revendications

1. Procédé permettant le fonctionnement d'un moteur à combustion interne pour la désulfatation d'un catalyseur à accumulateur de NO_x, disposé dans un système de purification des gaz d'échappement, par alternance cyclique du rapport carburant/air,
caractérisé en ce que

- l'émission de NO_x dans les gaz de la combustion est mesurée en continu ou par intermittence (16) après un catalyseur à accumulateur de NO_x et une autre valeur d'une concentration en NO_x déterminée en même temps (17) avant le catalyseur à accumulateur de NO_x,

- le quotient (18) est calculé à partir de la valeur de la concentration en NO_x avant le catalyseur à accumulateur de NO_x par rapport à la valeur mesurée de NO_x après le catalyseur à accumulateur de NO_x et celle-ci mesurée en continu (19) avec une première valeur de consigne dépendant de la charge du moteur,

- une désulfatation est initiée (21) en cas de dépassement négatif de la première valeur de consigne (20),

- pendant la désulfatation (21), dans chaque phase pauvre, la concentration en NO_x dans les gaz de la combustion est mesurée (22) après le catalyseur à accumulateur de NO_x et une autre valeur de la concentration en NO_x dans les gaz de la combustion est déterminée (23) en même temps avant le catalyseur à accumulateur de NO_x,

- le quotient (24) est calculé à partir de la valeur de la concentration en NO_x avant le catalyseur à accumulateur de NO_x par rapport à la valeur mesurée de NO_x après le catalyseur à accumulateur de NO_x et celle-ci comparée (25) en continu à une deuxième valeur de consigne,

- la désulfatation est stoppée (26) en cas de dépassement négatif de la deuxième valeur de consigne.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
les valeurs de consigne sont lues dans une mémoire comportant des valeurs de consigne (27).

3. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la concentration en NO_x dans les gaz de la combustion est mesurée avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x.

4. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la concentration en NO_x dans les gaz de la combustion est mesurée avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x à partir d'une mémoire comportant un diagramme caractéristique (28).

5. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la concentration en NO_x dans les gaz de la combustion est mesurée avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x avec un modèle de combustion d'un calculateur (29).

6. Dispositif pour la réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
un capteur (5) de NO_x est disposé dans le sens de l'écoulement après un catalyseur à accumulateur (4) de NO_x et relié à un appareil de commande (1) avec lequel la désulfatation du catalyseur à accumulateur (4) de NO_x est réalisable en fonction du signal de sortie du capteur de NO_x et d'une autre valeur de la concentration en NO_x dans les gaz de la combustion avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x.

7. Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce qu'
un autre capteur de NO_x est disposé avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x et relié à l'appareil de commande (1).

8. Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce que
la concentration de NO_x dans les gaz de la combustion avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x est enregistrée dans une mémoire comportant un diagramme caractéristique (28) et peut être lue par l'appareil de commande (1).

9. Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce que
la concentration de NO_x dans les gaz de la combustion avant le catalyseur à accumulateur (4) de NO_x peut être calculée par un calculateur (29) dans l'appareil de commande (1) à l'aide d'un modèle de combustion.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications indiquées précédemment,
caractérisé en ce que
le capteur (5) de NO_x peut être combiné avec un capteur d'oxygène dans un boîtier commun.

Zeichnung