CN101230795A - 监控内燃机废气再处理系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，所述方法用于监控具有至少一个汽缸的内燃机(1)的废气再处理系统(4)，所述系统具有氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的能力，并且设置在排气管(2)中以将废气从至少一个汽缸中排出。

Description

监控内燃机废气再处理系统的方法
技术领域
本发明涉及监控具有至少一个汽缸的内燃机的废气再处理系统的方法，该系统具有氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的能力，并且设置在排气管中以将废气从至少一个汽缸中排出。
背景技术
根据现有技术，内燃机在配备有多种废气再处理系统以便减少污染排放物。即使没有其它方法，当在足够高的温度水平以及存在足够高的氧气量时汽缸燃料膨胀并排放期间，会发生碳氢化合物(HC)的氧化和一氧化碳(CO)的氧化反应。然而，通常需要在废气系统中配备专用的反应器和/或过滤器，以便显著降低整个运行条件下的污染排放物。
在火花点火的发动机情况中，使用催化式反应器，该催化式反应器使用增加某些反应的速度的催化剂材料确保即使在低温下HC和CO也可氧化反应。如果能够减少氮氧化物，则也可使用三向催化式排气净化器，然而，为此目的，需要内燃机的化学计量工作在较窄的范围内(λ≈1)。这里，氮氧化物NOx通过存在具体是一氧化碳和非燃烧的碳氢化合物的非氧化的废气组分而降低，同时所述废气组分被氧化。
在依靠过量空气工作的内燃机中，例如，稀空气燃料混合气燃烧模式工作的火花点火的发动机，或者直接喷射的柴油机，亦或直接喷射的火花点火的发动机，废气中的氮氧化物不能减少到原理范围之外，更确切地说因为缺乏还原剂。
为了氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)，因此在废气系统中配置氧化催化式排气净化器。用于直接喷射式内燃机的所述氧化催化式排气净化器以及用于传统火花点火式发动机的三向催化式排气净化器都需要特定的工作温度，以便转变足够量的污染物质并且显著减少污染排放物。在本发明的上下文中，三向催化式排气净化器被认为是氧化催化式排气净化器。
如果氧化的仅仅是通常废气中所含的未燃烧的碳氢化合物或存在的一氧化碳，可以认为150℃到250℃的最小工作温度是足够的。当在冷起动阶段时，考虑到特别高的HC排放物，氧化催化式排气净化器通常为废气再处理系统，该系统设置最靠近于内燃机的出口，并且由热的废气首先通过。
为了减少氮氧化物，在一些方法中，使用是由其他的选择性的催化式排气净化器构成，即所谓SCR催化式排气净化器，其中将还原剂以目标方式引入废气中，以便选择性地减少氮氧化物。除了氨和尿素之外，未燃烧的碳氢化合物也用作还原剂。这也称为HC富集，未燃烧碳氢化合物被直接引入废气中或通过发动机内部措施提供，例如通过后喷射额外的燃料到实际燃烧的燃烧室下游来提供。这里，后喷射的燃料不应该由于仍在进行的主要燃烧或由于主要燃烧结束之后很高的废气温度的缘故在燃烧室中点燃，但是当气体交换到排气系统中时后喷射的燃料将开始燃烧。
通过所谓的氮氧化贮存式催化式排气净化器(LNT-Lean NO x Trap)来减少氮氧化排放物基本上是可能的。
这里，在内燃机的稀空气燃料混合气燃烧模式期间，氮氧化物最先被吸收，即被收集并被贮存在催化式排气净化器中，以便氮氧化物接着在再生阶段例如通过缺乏氧气的内燃机的低于化学计量模式(例如λ＜0.95)在废气中的未燃烧的碳氢化合物用作还原剂的情况下被还原。进一步，发动机内部用还原剂特别是用未燃烧的碳氢化合物富集废气的可能是废气再循环(EGR)和在柴油机情况下是调节进气管入口处的量。上文已经进一步解释了SCR催化式排气净化器，通过燃料的后喷射也可以实现有未燃烧碳氢化合物的富集环境，也可认为是发动机内部措施。特别地，所述方法的缺点是油稀薄。如果将还原剂直接引入废气系统，例如通过向LNT上游喷射另外的燃料，可能不需要发动机内部措施。
在再生阶段，氮氧化物被释放并基本转变成氮气(N2)、二氧化碳(CO2)以及水(H2O)。贮存式催化式排气净化器(LNT)将优选位于200℃和450℃之间的温度窗，以确保快速还原以及再释放的氮氧化物(NOx)未被转变的解吸作用不会发生，非常高的温度会触这种发解吸作用。
使用LNT的一方面困难由废气中所含的硫产生，同样硫也吸收在LNT中，以及必须以上下文所谓的直接脱硫作用被常规去除。为此目的，LNT必须加热到高温，通常在600℃和700℃之间并提供有还原剂。
直接脱硫所需的高温能够损坏贮存式催化式排气净化器，促成催化式排气净化器热老化，并且促成其工作寿命终止，不利地影响氮氧化物所需的转化。LNT的贮存能力或贮存氮氧化物的能力随着工作时间的增加而降低，这归因于硫对贮存式催化式排气净化器的污染，即LNT中硫的沉积，而且归因于高温导致的热老化。
在现有申请的上下文中，除上述氧化催化式排气净化器之外，正被讨论的贮存式催化式排气净化器(LNT)也是能够氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)废气再处理系统。由于贮存式催化式排气净化器的涂层也具有通常用在氧化催化式排气净化器中的组件，当废气流动通过贮存式催化式排气净化器时，废气里未燃烧的碳氢化合物也发生氧化。
不仅在贮存式催化式排气净化器中，也在氧化催化式排气净化器中，高的废气温度会导致热老化并随着工作时间的增加而功能受到限制，即转化率降低。
一些申请中的实试已说明：比上文已经描述的150℃到250℃的最小温度更高的温度能够满足未燃烧碳氢化合物氧化的需要，该平更高的温度能够大大加剧氧化催化式排气净化器的老化。
例如，无论增加废气温度还是对于用作LNT清洁或直接脱硫的废气富集，实现内燃机的低于化学计量工作模式(λ＜1)的发动机内部测量能够基本导致甲烷(CH4)排放物的增加。如果当所述甲烷通过氧化催化式排气净化器时被氧化，它需要设置500℃到550℃的足够高的温度。
如上文描述的，氧化催化式排气净化器的效率以及贮存式催化式排气净化器的效率随着工作时间的增加而降低，以至于基本概念是需要监控所述废气再处理系统以及它们的功能性，以及用于防止因限制的功能性或转化不足导致的不期望的高污染排放物。尽管现有的污染排放物的极限值还不严格需要工作台上诊断(OBD)系统，未来的极限值会使这种原理成为必须。
发明内容
相对于背景技术，本发明的目的在于确定一种方法，该方法能监控具有氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的能力的废气再处理系统的功能性而确定。
所述目标通过一种方法而实现，所述方法是监控具有至少一个汽缸的内燃机废气再处理系统的方法，废气再处理系统有氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的能力，并设置在于排气管中以将废气从至少一个汽缸中排出，其中方法是：
·用于测量空气比率λ1，meas的第一λ传感器或探针设置在废气再处理系统的上游，
·用于测量空气比率λ2，meas的第二λ传感器或探针设置在废气再处理系统的下游，
·为了检查废气再处理系统的功能性，内燃机转变成工作模式，在这种模式中使从至少一个汽缸中排出的废气有非常高浓度的未燃烧的碳氢化合物(HC)，使第一λ探针以出错的方式工作，在这种情况下，所述第一λ探针显示了比废气中存在的实际空气比率λact更高的空气比率λ1，meas，以及
·两个探针的空气比率λ1，meas、λ2，meas互相比较，和
·如果两个空气比率λ1，meas、λ2，meas基本相等(λ1，meas/λ2，meas≈1)，则假定废气再处理系统没有作用，以及
·如果两个空气比率λ1，meas、λ2，meas不同，即λ1，meas/λ2，meas＞1，则假定废气再处理系统至少部分起作用。
根据本发明的所述方法利用λ探针的错误测量结果，所述λ探针表示：当废气的某一HC的浓度超出时，所述类型的探针提供了与实际存在的空气比率值不同的空气比率值，作为测量变量，探针输出了偏离的空气比率λmeas的数值，并且该输出的数值比实际空气比率λact更高。在内燃机的低于化学计量工作模式(λ＜1)以及废气中10000ppm的HC的浓度情况下，例如，即使实际存在的空气比率只有λact＝0.85，λ探针因此提供λmeas＝0.95的空气比率做为测量变量。
由废气中HC的浓度导致的测量错误(即通过探针测得的空气比率λmeas偏离实际存在的空气比率λact)与废气中HC的浓度相关，当最小浓度超出时，探针的错误响应被首先发现，并且随着HC的浓度的进一步增加，测量错误或偏差变得较大。
根据本发明，利用所述λ探针的错误响应检查或监控氧化未燃烧的氢氧化合物的废气再处理系统的功能性。
为了检查废气再处理系统的功能性，故意增加废气中HC的浓度，以这样一种方式，设置在废气再处理系统的上游的第一探针以出错方式工作。这里，基本有两个下文重点说明的基本方案。
如果废气再处理系统没有作用，即不氧化更多的碳氢化合物，废气再处理系统的下游HC的浓度基本与废气再处理系统的上游HC的浓度水平完全相同，因承受同一测量错误所害，两个λ探针提供相同的空气比率值。因此可能设想：如果由两个探针测得的空气比率λ1，meas、λ2，meas基本相等，本发明中λ1，meas/λ2，meas≈1，则废气再处理系统没有作用。
如果，相反，废气再处理系统保持作用，当废气中未燃烧的碳氢化合物流动通过废气再处理系统时至少部分氧化，为此原因，废气再处理系统的废气下游中的HC的浓度将比所述系统的上游的HC的浓度更低。
这里，由设置在废气再处理系统下游的第二探针测定的空气比率λ2，meas不需要与实际存在的空气比率λact严格相符。然而，下游测得的空气比率λ2，meas与实际存在的空气比率λact的偏差至少比上游测得的空气比率λ2，meas与实际存在的空气比率λact的偏差更低。
因此，如果两个空气比率λ1，meas、λ2，meas不同，λ1，meas/λ2，meas＞1，必须假定废气再处理系统部分起作用。
本发明基于的目标通过这种方式实现，特别地，规定一种方式：按照方案1的每一前序部分，监控有氧化未燃烧碳氢化合物(HC)能力的废气再处理系统的功能性。
按照每一从属方案的进一步有利的方法的变化说明如下。
所述方法的具体实施方式是有利的，其中：
·如果λ1，meas/λ2，meas＜1.05，则假定废气再处理系统没有作用，以及
·如果λ1，meas/λ2，meas≥1.05，则假定废气再处理系统至少部分起作用。所述方法的具体实施方式也是有利的，其中：
·如果λ1，meas/λ2，meas＜1.1，则假定废气再处理系统没有作用，以及
·如果λ1，meas/λ2，meas≥1.1，则假定废气再处理系统至少部分起作用。
按照本发明，按照上面提到的，如果两个空气比率λ1，meas、λ2，meas基本相同，则基本假定废气再处理系统的具有功能性。在本发明的上下文中，“基本”意思是由探针装置测得的两个空气比率λ1，meas和λ2，meas可以相等，或者与另一个稍有不同。
如果假定废气再处理系统没有作用，上面所描述的两种方法(包括变体)限定了λ1，meas/λ2，meas的比值，低于该比值假定废气再处理系统没有作用(即不具有功能性)。以次方式，同时确定，何种情况可以考虑测定稍有不同，或何种情况可以假定两个空气比率相等。
所述方法允许所述事实，即：仍就氧化少量的未燃烧碳氢化合物但不再能实现正确工作的转化速度及具有完全的功能性的废气再处理系统，不再被考虑或通过定义不再被考虑为具有功能性的废气再处理系统。
一种方法，其中，如果仅仅当完全没有未燃烧的碳氢化合物要被转化，以及当空气比率λ1，meas、λ2，meas相同时，废气再处理系统才认为没有作用，在实践中所述方法将是非常受限制的或严格的。
因此，可能预设任何所需的比值λ1，meas/λ2，meas作为极限值Xlimit，在此仍假定废气再处理系统有足够的能力转化未燃烧碳氢化合物。对于废气再处理系统的实际用途，如上文已经提到的，实际上，与监测废气再处理系统何时不能满意地(即按一定程度要求地)完成所分配的任务，何时需要检修或更换以避免不允许的高污染排放物相比，确定何时废气再处理系统不再氧化未燃烧的碳氢化合物，即何时该系统完全没有作用不需要更明确的确定。例如，极限值Xlimit可以设置为Xlimit＝1.2或Xlimit＝1.3。
因为所述的理由，该方法的具体实施方式是有利的，其中
·如果λ1，meas/λ2，meas＜Xlimit，则假定废气再处理系统用于转化未燃烧的碳氢化合物的能力不足，以及
·如果λ1，meas/λ2，meas≥Xlimit，则假定废气再处理系统用于转化未燃烧的碳氢化合物的能力足够。
该方法的具体实施方式是有利的，其中，为了检查废气再处理系统功能性，内燃机转变成低于化学计量工作模式(λ＜1)。
变化所述方法，由至少一个汽缸的废气里的HC的浓度通过发动机内部测量增加。所述方法还特别包括燃料的后喷射。
该方法的具体实施方式也是有利的，其中，为了检查废气再处理系统功能性，将燃料引入第一λ探针上游的废气管。
随着燃料直接引入或喷射入废气管的开始，内燃机转变成工作模式，该模式中从至少一个汽缸中排出的废气增加了未燃烧的碳氢化合物(HC)的浓度。发动机内部措施基本能够以补充方式使用。
还可能完全省去增加HC的浓度的发动机内部措施，有利地，内燃机能够以任何希望的方式工作，即独立于废气再处理系统的功能性是否需要被检测而工作，因此内燃机再废气再处理系统的功能性需要检测时也能以例如是超化学计量地工作(λ＞1)。
该方法的具体实施方式是有利的，其中，为了检查废气再处理系统功能性，内燃机转变成一种工作模式，在这种工作模式中，第一λ探针上游的废气中的HC的浓度超过7000ppm或8500ppm，优选超过10000ppm。
废气管中的HC的浓度越大，测量的不准确性即λ探针的测量错误越显著。
该方法的具体实施方式是有利的，其中，监控用作废气再处理系统的氧化催化式排气净化器。正如上文中已经描述的，氧化催化式排气净化器的主要任务是转化即氧化在汽缸里的空气/燃料混合物的燃烧期间没有燃烧或没有充分氧化的组分，以避免不期望高的或不允许高的未燃烧碳氢化合物和一氧化碳的排出物。
氧化催化式排气净化器因此，即由于它的主要作用，尤其适合做为通过增加废气中HC的浓度其功能性被检测或监控的废气再处理系统。
该方法的具体实施方式也是有利的，其中，监控用作废气再处理系统的贮存式催化式排气净化器。
正如在与现有技术有关的讨论中，贮存式催化式排气净化器也有氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的能力，因为涂层含有催化促进未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳的氧化过程的组分，例如铂。
因此，通过按照本发明的方法，实际产生了也检测或监控贮存式催化式排气净化器或所述催化式排气净化器的功能性的能力。
该方法的具体实施方式也是有利的，其中，宽频传感器用作λ探针。所述探针的区别在于能够在宽的数值范围上例如0.7和7之间测量空气比率，如果直接喷射内燃机特别是直接喷射柴油机是考虑的主要问题，这是有利的并且也是必须的。
该方法的具体实施方式也是有利的，其中，两个空气比率的差值Δλ＝(λ1，meas-λ2，meas)被测定并用于确定废气再处理系统的相关功能性。
所述方法变体，不仅检测或确定废气再处理系统是否起作用，而且实际是完成了废气再处理系统的状态的测定。
这里，假设差值Δλ与废气再处理系统的动作相关。废气再处理系统的转化率越高，两空气比率的差值Δλ也超大。相反，如果废气再处理系统的动作或转化率降低，则差值Δλ越小。
附图说明
下文按照图1至图3对本发明做更具体的描述。在图中：
图1示意性示出了带有废气再处理系统和λ探针的内燃机的排气管，
图2a在曲线图中示出了在检测废气再处理系统的功能性的全过程中HC的浓度随时间的变化，
图2b在曲线图中示出了在检测废气再处理系统的功能性期间实际空气比率λact，
图2c在曲线图中示出了与图2a所示的浓度HC相关的起作用的废气再处理系统的空气比率，
图2d在曲线图中示出了与图2a示出的浓度HC相关的不起作用的废气再处理系统的空气比率，
图3在曲线图中示出了通过探针测量的在检测废气再处理系统的功能性之上的两空气比率λ1，meas、λ2，meas，
图中符号说明：
1内燃机，2排气管，3第一λ探针，4废气再处理系统，5第二λ探针，6氧化催化式排气净化器
HC：未燃烧碳氢化合物
HC1：废气再处理系统的上游未燃烧碳氢化合物的浓度
HC2：完全起作用的废气再处理系统的下游未燃烧碳氢化合物的浓度
HC3：不起作用的废气再处理系统的下游未燃烧碳氢化合物的浓度
Ppm：百万分率
t：时间
λ：空气比率
λ1，meas：通过λ探针测量的废气再处理系统的上游空气比率
λ2，meas：通过λ探针测量的废气再处理系统的下游空气比率
Xlimit：λ1，meas/λ2，meas比值的极限值
λact：废气中存在的实际空气比率
Δλ：通过探针测量的λ1，meas、λ2，meas两空气比率的差值
具体实施方式
图1示意性示出了有四个汽缸和一个排气管2的内燃机1，通过排气管2将废气排出汽缸。
在排气管2中设置的是能够氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的废气再处理系统。氧化催化式排气净化器6用作废气再处理系统4。在氧化催化式排气净化器6的上游和下游各设置λ探针3、5以测量空气比率λ1，meas、λ2，meas。
图2a在曲线图中示出了在检测废气再处理系统的功能性的全过程中HC的浓度随时间的变化。为了检测废气再处理系统的功能性，增加废气中未燃烧的碳氢化合物(HC)的浓度。
因此，废气再处理系统的上游未燃烧的碳氢化合物的浓度HC1升高。废气再处理系统的下游浓度HC2和HC3取决于当未燃烧的碳氢化合物流动通过废气再处理系统时被氧化的数量。
如果废气再处理系统不起作用，则不能减少废气中未燃烧的碳氢化合物的浓度，因此，不起作用的废气再处理系统的下游未燃烧的碳氢化合物的浓度HC3与废气再处理系统的上游未燃烧的碳氢化合物的浓度HC1一样高。
相反，如果废气再处理系统是有作用的并有能力氧化未燃烧的碳氢化合物，则废气再处理系统下游未燃烧的碳氢化合的浓度HC2能够降得更低。
图2b在曲线图中示出了在检测废气再处理系统的功能性期间实际空气比率λact。
与图2a所示的浓度HC相应，图2b示出了HC富集期间实际的空气比率(λact＝0.85)，实际空气比率是保持在整个排气管中的均匀的废气的空气比率，与图2c和2d所示的通过探针测量的空气比率λ1，meas、λ2，meas相反。
图2c在曲线图中示出了与图2a所示的有作用的废气再处理系统的HC的浓度HC1和HC2相关的空气比率λ1，meas、λ2，meas，并且空气比率λ1，meas、λ2，meas是通过探针测量。相反，图2d示出了在有作用的废气再处理系统(HC1和HC3)中，通过探针测量的所述空气比率λ1，meas、λ2，meas。
从图2c可见，设置在废气再处理系统上游的λ探针提供空气比率值λ1，meas，由于增加了废气中HC的浓度，空气比率值λ1，meas背离了实际空气比率λact。这里探针探测了比实际存在的空气比率更高的空气比率(λ1，meas＝0.95)。
现在，利用由所述增加的废气中HC的浓度造成的探针的测量出错以检测废气再处理系统的功能性。
如果废气再处理系统不起作用，则根据图2d所示，设置在废气再处理系统上游的探针同样提供错误的、过高的空气比率(λ1，meas＝0.95)。
在另一个情况中，具有仍有作用的废气再处理系统，未燃烧的碳氢化合物在再处理的环境中被氧化，因此，设置在下游的探针显示了更接近于实际空气比率的更低的空气比率。如果当流经废气再处理系统时有足够数量的未燃烧的碳氢化合物被转化，则第二探针提供相应实际空气比率的空气比率(λ2，meas＝0.85)(见图2)。
图3在曲线图中示出了通过探针测量的在被监控的废气再处理系统的功能性的两空气比率λ1，meas、λ2，meas。
空气比率λ标绘在纵坐标(y-轴)，无作用性以百分比(％)标绘在横坐标(x-轴)。
从完全有作用的废气再处理系统(x＝0％)开始，系统的功能性随着工作时间的增加而降低，表示为两空气比率的差值Δλ＝(λ1，meas-λ2，meas)变得更小。当两个探针测量出相同的空气比率并且提供为测量变量时，废气再处理系统是完全没有作用的(x＝100％)。因而，这种情况中，λ1，meas＝λ2，meas，并且Δλ＝0，当未燃烧的碳氢化合物通过该系统时不再被氧化。
两空气比率的差值Δλ＝(λ1，meas-λ2，meas)使根据废气再处理系统的功能性或非功能性的关系得出结论成为可能。按能够这种方式评价废气再处理系统的状态。

Claims (10)

1.一种方法，所述方法用于监控具有至少一个汽缸的内燃机(1)的废气再处理系统(4)，所述系统具有氧化未燃烧的碳氢化合物(HC)的能力，并且设置在排气管(2)中以将废气从至少一个汽缸中排出，其中所述方法是：
·用于测量空气比率λ1，meas的第一λ探针(3)设置在所述废气再处理系统(4)的上游，
·用于测量空气比率λ2，meas的第二λ探针(5)设置在所述废气再处理系统(4)的下游，
·为了检查所述废气再处理系统(4)的功能性，所述内燃机(1)转变成一种工作模式，在这种工作模式中使从所述至少一个汽缸中排出的废气有这样的高浓度的未燃烧的碳氢化合物(HC)，使所述第一λ探针(3)以出错的方式工作，在这种情况下，所述第一λ探针(3)显示了比废气中存在的实际空气比率λact更高的所述空气比率λ1，meas，以及
·所述两个探针(3、5)的所述空气比率λ1，meas、λ2，meas互相比较，和
·如果所述两个空气比率λ1，meas、λ2，meas基本相等(λ1，meas/λ2，meas≈1)，则假定所述废气再处理系统(4)没有作用，以及
·如果所述两个空气比率λ1，meas、λ2，meas不同，即λ1，meas/λ2，meas＞1，则假定所述废气再处理系统(4)至少部分起作用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
·如果λ1，meas/λ2，meas＜1.05，则假定所述废气再处理系统(4)没有作用，以及
·如果λ1，meas/λ2，meas≥1.05，则假定所述废气再处理系统(4)至少部分起作用。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
·如果λ1，meas/λ2，meas＜1.1，则假定所述废气再处理系统(4)没有作用，以及
·如果λ1，meas/λ2，meas≥1.1，则假定所述废气再处理系统(4)至少部分起作用。
4.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：为了检测所述废气再处理系统(4)的功能性，所述内燃机(1)转变成低于化学计量工作模式(λ＜1)。
5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：为了检测所述废气再处理系统(4)的功能性，将燃料引入所述第一λ探针(3)的上游的所述排气管(2)中。
6.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：为了检测所述废气再处理系统(4)的功能性，所述内燃机(1)转变成使所述第一λ探针(3)上游的废气中的所述HC的浓度超过7000ppm的工作模式。
7.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：为了检测所述废气再处理系统(4)的功能性，所述内燃机(1)转变成使所述第一λ探针(3)上游的废气中的所述HC的浓度超过8500ppm的工作模式。
8.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：监控用作所述废气再处理系统(4)的氧化催化式排气净化器(6)。
9.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于：监控用作所述废气再处理系统(4)的贮存式催化式排气净化器。
10.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于：两个空气比率的差值Δλ＝(λ1，meas-λ2，meas)被测定并用于确定废气再处理系统的相关功能性。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102049191A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 尤米科尔股份公司及两合公司 用来清洁内燃机废气的方法
CN102345493A (zh) * 2010-07-28 2012-02-08 福特环球技术公司 调节机动车辆排气系统中的再处理部件的方法
CN103291475A (zh) * 2012-02-22 2013-09-11 福特环球技术公司 关于启动和维持内燃发动机的亚化学计量运行模式的方法以及实施此种方法的内燃发动机
CN103628961A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 监测氧化催化器性能
CN109690039A (zh) * 2016-08-11 2019-04-26 大众汽车有限公司 检查用于废气再处理的部件的功能性的诊断方法和装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008005093B3 (de) * 2008-01-18 2009-02-26 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren zur Bestimmung des Luftverhältnisses
DE102011102008A1 (de) 2011-05-19 2012-11-22 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit, insbesondere der Oxidationsfähigkeit, eines in der Abgasleitung einer mit Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschine verbauten NO-Oxidationskatalysators
DE102012218728B4 (de) 2012-01-02 2015-06-25 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung eines Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine
DE102012204885B3 (de) * 2012-03-27 2013-03-14 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Closed-Loop-Regelung und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE102012007897A1 (de) 2012-04-23 2013-10-24 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zu Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines NO-Oxidationskatalysators
DE102013010562A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen einer HC-Konvertierungsfähigkeit eines Katalysators, zur Ausführung des Verfahrens eingerichtete Diagnoseeinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen
DE102015200762A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102015200751B4 (de) 2015-01-20 2021-03-04 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102016200158A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102016200155A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102015200769A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem hybridelektrischen Antrieb sowie Steuerungseinrichtung für einen hybridelektrischen Antrieb
CN105888799B (zh) 2015-02-18 2020-01-17 福特环球技术公司 涉及排气后处理装置的方法
DE102016210143B4 (de) 2015-06-12 2024-02-29 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Ermittlung eines Alterungszustands eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsanlage eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung
DE102016216062B4 (de) 2015-08-31 2022-04-14 Ford Global Technologies, Llc Optimierte LNT-Diagnose
DE102017217525A1 (de) 2017-10-02 2019-04-04 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Überwachung eines Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4009901A1 (de) * 1990-03-28 1991-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung des konvertierungsgrades eines katalysators im abgassystem einer brennkraftmaschine
JPH0718368B2 (ja) * 1990-04-02 1995-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
DE19852240A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-18 Volkswagen Ag Überwachungsverfahren für NOx-Speicherkatalysatoren und Abgasreinigungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
JP2000297630A (ja) * 1999-04-16 2000-10-24 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置の劣化判別装置
DE10254704A1 (de) * 2002-11-23 2004-06-17 Adam Opel Ag Verfahren zur Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Abgas-Katalysatoreinheit
DE10257059B4 (de) * 2002-12-06 2013-05-23 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Katalysatoreinheiten
DE102004053955A1 (de) * 2004-11-09 2006-05-18 Daimlerchrysler Ag Sekundärluftdiagnose einer Brennkraftmaschine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102049191A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 尤米科尔股份公司及两合公司 用来清洁内燃机废气的方法
CN102049191B (zh) * 2009-10-28 2014-11-26 尤米科尔股份公司及两合公司 用来清洁内燃机废气的方法
CN102345493A (zh) * 2010-07-28 2012-02-08 福特环球技术公司 调节机动车辆排气系统中的再处理部件的方法
CN102345493B (zh) * 2010-07-28 2015-08-19 福特环球技术公司 调节机动车辆排气系统中的再处理部件的方法
CN103291475A (zh) * 2012-02-22 2013-09-11 福特环球技术公司 关于启动和维持内燃发动机的亚化学计量运行模式的方法以及实施此种方法的内燃发动机
CN103291475B (zh) * 2012-02-22 2017-04-12 福特环球技术公司 关于启动和维持内燃发动机的亚化学计量运行模式的方法以及实施此种方法的内燃发动机
CN103628961A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 监测氧化催化器性能
CN103628961B (zh) * 2012-08-27 2016-03-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 监测氧化催化器的方法
CN109690039A (zh) * 2016-08-11 2019-04-26 大众汽车有限公司 检查用于废气再处理的部件的功能性的诊断方法和装置
US11236659B2 (en) 2016-08-11 2022-02-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Diagnostic method and device for checking the functionality of a component for exhaust-gas aftertreatment

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CN101230795B (zh) 2012-06-27
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