CN109072748B - 确定车辆催化转化器的氮氧化物-存储能力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆的催化转化器(14)的氮氧化物‑存储能力的方法，其中测量在催化转化器(14)下游排气中氮氧化物的浓度，其中在至少一个第一步骤(30)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下，催化转化器(14)吸收氮氧化物。在至少一个第二步骤(36)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下，发生催化转化器(14)对氮氧化物的解吸。为了确定催化转化器(14)的氮氧化物‑存储能力，至少在氮氧化物的解吸时考虑催化转化器(14)的特性。此外，本发明还涉及一种用于确定车辆的催化转化器(14)的氮氧化物‑存储能力的装置。

Description

确定车辆催化转化器的氮氧化物-存储能力的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于确定车辆的催化转化器的氮氧化物-存储能力的方法和装置。在所述方法中，测量在催化转化器下游排气中氮氧化物的浓度。
背景技术
由现有技术已知了，鉴于车辆的内燃机的排气中烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的减少通过特殊采取的措施确定具有氮氧化物-存储能力的催化转化器的表现。例如，这包括额外导致的放热，即对催化转化器的加热，或者富油跳跃(Fettsprung)，即以丰富的空气-燃料混合物运行内燃机。
此外，DE 198 52 240 A1描述了一种用于监控NOx-存储催化转化器的方法，其中由NOx-存储催化转化器之前和之后NOx-排气浓度确定催化转化器的NOx-存储效率。在NOx-存储催化转化器之前和之后的NOx-排气浓度换算为NOx-质量流，并由该值确定所述NOx-存储效率。
DE 103 18 116 B4描述了一种用于运行内燃机的方法，其中存储催化转化器被再生。在此，预先确定在存储催化转化器下游的NOx-质量流的时间上的信号曲线的拐点中的存储能力。
DE 10 2006 055 238 A1描述了一种用于确定NOx-存储催化转化器的NOx-存储能力的方法，其中排气被输入两个平行布置的NOx-存储催化转化器。产生了两个存储催化转化器的不同大小的装载。随后，两个存储催化转化器在时间上并行地被装载氮氧化物，直至NOx-传感器的信号表明存储催化转化器之一的吸收能力耗尽。
具有NOx-存储能力的催化转化器可以是NOx-存储催化转化器(NSK)或者柴油氧化催化转化器(DOC)。无论是导致放热反应还是设置富油跳跃都与燃料额外消耗相关。因此，有利地仅当需要这种措施来用于减小排气中的有害物质时，才使用这种措施。因此，监控事件的频度，即相应地确定催化转化器的氮氧化物存储能力是受限的。如果需要在车载诊断系统(OBD)的框架内确定催化转化器的NOx-存储能力，则当额外要求监控事件时，仅在该间距内能够实现诊断或者在忍受燃料额外消耗的情况下实现该诊断。例如，在DOC中借助于放热反应在颗粒过滤器再生的框架内执行所述诊断。通常以车辆驶过的行驶距离为500km和1500km之间的间隔执行所述诊断。在这种监控形式下，鉴于排气中烃和一氧化碳的减小得到关于DOC表现的信息。
在氮氧化物存储催化转化器中更频繁地执行诊断。即这种诊断通常借助于富油跳跃执行。因此，通常以车辆驶过的行驶距离为1km和5km之间的间隔出现这种事件。
这种监控形式给出了关于催化转化器的氮氧化物存储能力的反馈。由催化转化器的氮氧化物存储能力又能够鉴于在排气中烃或一氧化碳的含量减小推断出效率。
然而尤其在新型催化转化器技术中，例如被动的氮氧化物吸收器(PNA)、DOC或者被动运行的NSK中不设置或者至少明显较少地设置富油跳跃。相应地，在此诊断事件仅在颗粒过滤器的再生的框架内通过放热实现或者通过额外要求的诊断实现。然而这又导致了燃料消耗的增加。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种前述类型的经改进的方法和经改进的装置。
该目的通过根据本发明的用于确定车辆的催化转化器的氮氧化物-存储能力的方法及装置实现，其中测量在催化转化器下游排气中的氮氧化物的浓度，在至少一个第一步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下，所述催化转化器吸收氮氧化物，其中在至少一个第二步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下发生催化转化器对氮氧化物的解吸，其中为了确定催化转化器的氮氧化物-存储能力，至少在氮氧化物解吸时考虑催化转化器的特性，其中，在至少一个第一步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下，所述催化转化器一直吸收氮氧化物，直至所述催化转化器氮氧化物饱和，在达到所述催化转化器氮氧化物饱和之后，执行所述车辆的惯性行驶，所述惯性行驶导致所述催化转化器对氮氧化物的解吸，其中基于氮氧化物的解吸的时间曲线推断出所述催化转化器的氮氧化物-存储能力。
在根据本发明的方法中，确定车辆的催化转化器的氮氧化物-存储能力。在此，测量在催化转化器下游排气中氮氧化物的浓度。在至少一个第一步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下，催化转化器吸收氮氧化物。在至少一个第二步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下，发生催化转化器对氮氧化物的解吸。为了确定催化转化器的氮氧化物-存储能力，至少在氮氧化物的解吸时考虑催化转化器的特性。
通过这种方式可以在不采取特殊措施的情况下定性地以及间接地也定量地确定催化转化器的存储能力，所述特殊措施会导致额外消耗燃料。在此，能够利用不同的效果或机制。在具有氮氧化物-存储能力的催化转化器中，可以产生氮氧化物-饱和。在此，最大的存储能力或存储的量与当前的NOx-部分压力有关。通过降低NOx-部分压力即也降低了最大存储能力或者存储的氮氧化物的量以及使得NOx被解吸。相反，通过提升NOx-部分压力即也增大了最大存储能力或者存储的氮氧化物的量以及使得催化转化器再次吸收了NOx。即通过至少在有意地导致氮氧化物的解吸期间观察催化转化器的特性，能以改进的方式反推出催化转化器的氮氧化物-存储能力。
鉴于催化转化器的氮氧化物-存储能力的信息实现了在HC/CO/NOx-表现方向对催化转化器的诊断。此外，可以借助于关于催化转化器的氮氧化物-存储能力的信息基于排气设备的当前状态对车辆的内燃机或马达的运行策略进行优化。所述车辆尤其可以是汽车或者生产用车辆。此外还实现了用于催化转化器脱硫(DESOX-策略)的策略的优化。对催化转化器来说假定，该催化转化器具有NOx-存储能力，所述NOx-存储能力随着排气设备的老化或者随着催化转化器的老化而变化。
优选在至少一个第一步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下催化转化器吸收氮氧化物直至催化转化器中氮氧化物饱和。
在此被证明有利的是，在设定了催化转化器中氮氧化物饱和之后，进行车辆的惯性行驶，所述惯性行驶导致催化转化器对氮氧化物的解吸。在此，基于氮氧化物的解吸的时间曲线推断出催化转化器的氮氧化物-存储能力。因此，为了确定NOx-存储能力，可以利用上述机制，即在车辆的惯性行驶中或者在车辆的运行状态—在所述运行状态中内燃机的氮氧化物的未处理排放优选近似为零—中存在NOx-解吸。
根据另一个有利的设计方案，在多个第一步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下催化转化器吸收氮氧化物。在多个第二步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下发生催化转化器对氮氧化物的解吸。在此，基于经过多个第一步骤和第二步骤之后存储的或释放的氮氧化物的量推断出催化转化器的氮氧化物-存储能力。尤其能够彼此分开地累计分别吸收的氮氧化物的量和分别解吸的氮氧化物的量。随后由吸收量和解吸量可以推断出鉴于氮氧化物催化转化器的存储能力。
根据另一个有利的设计方案，在至少一个第一步骤期间，确定在催化转化器上游和催化转化器下游的排气中氮氧化物的浓度的时间曲线的相应的第一梯度。在至少一个第二步骤期间，确定在催化转化器上游和催化转化器下游的排气中氮氧化物的浓度的时间曲线的相应的第二梯度。基于所述梯度推断出催化转化器的氮氧化物-存储能力。即尤其根据在催化转化器，尤其是氮氧化物存储催化转化器下游氮氧化物-梯度-识别推断出催化转化器的氮氧化物-存储能力。
在此优选尤其由多个第一梯度的值和由多个第二梯度的值形成一平均值。随后基于所述平均值可以推断出催化转化器的氮氧化物-存储能力。鉴于对车辆的相应的控制设备或控制器的设计，这种方法尤其可以简单地且花费少地用于确定催化转化器的氮氧化物-存储能力。
优选确定车辆的被动式氮氧化物吸收器和/或车辆的氧化催化转化器和/或车辆的被动运行的氮氧化物存储催化转化器的氮氧化物-存储能力。在被动的氮氧化物吸收器(PNA)中，氮氧化物的存储或吸收例如在被动的氮氧化物吸收器的沸石材料中进行。然而在此，氮氧化物并未化学结合。因此也不要求对空气-燃料-混合物富集(Anfetten)以用于减小在化学反应过程中化学结合的氮氧化物。相反，在被动的氮氧化物吸收器中进行对氮氧化物的热解吸。
氧化催化转化器，尤其是柴油氧化催化转化器(DOC)也具有对氮氧化物的吸附能力或吸收能力，例如通过使用沸石作为氧化催化转化器的起催化作用的物质的载体材料。即在此，也可以在无需进行空气-燃料-混合物富集(Anfetten)，即设定大于1的空气比λ的情况下，发生氮氧化物的解吸。
此外，能够被动地运行氮氧化物存储催化转化器，其中氮氧化物化学地结合到氮氧化物存储催化转化器的相应的材料上。即该化学结合的NOx也可以热解吸，例如通过提高被动运行的氮氧化物存储催化转化器的温度。
因此，尤其在这种催化转化器中能有利地使用前述方法，为了达到催化转化器中氮氧化物含量的减小，在所述催化转化器中不发生空气-燃料-混合物的富油跳跃。
根据本发明的用于确定车辆的催化转化器的氮氧化物-存储能力的装置包括用于测量在催化转化器下游排气中氮氧化物的浓度的传感器。所述装置还包括控制设备，所述控制设备设计用于，在至少一个第一步骤中设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下，催化转化器吸收氮氧化物。所述控制设备还设计用于，在至少一个第二步骤中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下，发生催化转化器对氮氧化物的解吸。此外，控制设备还设计用于，为了确定催化转化器的氮氧化物-存储能力，至少在氮氧化物的解吸时考虑催化转化器的特性。
为根据本发明的方法描述的优点以及优选的实施方案同样适用于根据本发明的装置以及反之亦然。
在不脱离本发明的框架的情况下，在前述说明中提到的特征和特征组合以及随后的附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能以单独给出的组合使用，而且也能够以其它组合或者单独地使用。因此，未在附图中具体示出或阐述的、然而通过分开的特征组合从已阐述的实施方案得出和产生的实施方案也能被视作由本发明包括且公开。因此，并未具有原始表述的独立权利要求的所有特征的实施方案和特征组合也被视作已公开。
附图说明
由权利要求、随后对优选实施方案的说明以及根据附图得到本发明的其它优点、特征和具体细节。附图示出：
图1示出了在车辆的惯性行驶期间在氧化催化转化器上游和氧化催化转化器下游氮氧化物浓度的时间曲线，所述惯性行驶在氧化催化转化器被氮氧化物饱和之后发生；
图2示出了在氧化催化转化器上游和氧化催化转化器下游NOx-质量流的时间曲线，以及在被观察的时间段内吸收的或解吸的氮氧化物的量的相应的总和；以及
图3示出在氮氧化物的未处理排放改变时氧化催化转化器的下游排气中氮氧化物浓度的放缓的阶跃应答。
具体实施方式
图1中示意性地且部分剖切地示出了车辆，例如轿车或生产用车辆中的排气设备10。排气设备10包括排气系12，在该排气系中布置了具有氮氧化物存储能力的催化转化器14。催化转化器14例如可以是氧化催化转化器，尤其是柴油氧化催化转化器(DOC)。在排气系12中能够在催化转化器14下游连接颗粒过滤器16和/或SCR催化转化器18。颗粒过滤器16还尤其可以设计为SCR涂层的颗粒过滤器16。为了减少选择催化还原反应中的氮氧化物，可以在SCR催化转化器18(SCR＝选择性催化还原法)中利用氨把排气中的氮氧化物转化为水和氮气。为此，可以借助于计量设备20把例如尿素水溶液施加到排气系12中，其中由排气中的尿素形成氨。
在催化转化器14下游以及在此在计量设备20上游在排气系12中布置有传感器20，借助于该传感器可以测量催化转化器14的下游排气中氮氧化物的浓度。图1中相应的曲线24示出催化转化器14的下游排气中氮氧化物(NOx)的浓度的时间曲线。图1中的另一条曲线26表示氮氧化物-未处理排放，即像由于车辆的(未示出的)内燃机的运行而存在于氧化催化转化器14上游的排气中的氮氧化物的浓度那样。在氧化催化转化器14上游的NOx-未处理排放能够借助于传感器检测或者基于模型确定。例如形式为车辆的控制器28的控制设备在此用于确定催化转化器14的氮氧化物-存储能力。
在参照图1待说明的方法中，优选观察在车辆的惯性行驶中催化转化器14对氮氧化物的解吸，以便确定催化转化器14的NOx-存储能力。催化转化器14的NOx-存储能力随着排气设备10的老化而变化，其中催化转化器14的氮氧化物-存储能力通常随着排气设备10的不断老化而减弱。
在参照图1说明的方法中，在第一步骤30中利用氮氧化物形成催化转化器14的饱和。如果在步骤30的、其中建立了NOx-饱和的时间段中内燃机的NOx-未处理排放(曲线26)等于催化转化器14的下游排气中氮氧化物的含量(曲线24)则可以断定，存在存储器或催化转化器14的至少很大程度的饱和。
在图1中时间轴32上绘出的时间点34，例如借助于控制器28调节内燃机或马达的运行，其中NOx-未处理排放为零。这是有利的，因为在没有测量误差的情况下未处理排放是已知的。这种状态例如出现在车辆的惯性行驶中。该惯性行驶也可以通过车辆的电动机来辅助，从而在没有内燃机辅助的情况下也能满足负载要求。
在紧跟时间点34之后的第二步骤36中，开始催化转化器14对氮氧化物的解吸。相应地，在时间点34之后的时间段中，催化转化器14下游的排气中氮氧化物浓度(曲线24)不为零，而是浓度降低。在氮氧化物的这种解吸期间，考虑催化转化器14的特性，以便确定催化转化器14的氮氧化物-存储能力。
在此优选待满足的前提条件是，NOx-存储器，即催化转化器14饱和以及在催化转化器14上游和下游的温度既不急剧升高也不急剧降低。即有利的是，温度梯度不过大。这是因为，催化转化器14的NOx-存储能力通常也取决于温度。当温度至少基本保持不变时，期望的解吸效果不会过强地与温度效果叠加。
如果在排气设备10中设置了排气再循环，尤其是高压-排气再循环，则应该在惯性行驶中有利地省去排气再循环。否则内燃机的氮氧化物排放在回路中循环且相应地未处理排放更缓慢地降低。然而一旦马达的NOx-未处理排放达到值零(时间点34)，则又会进行排气再循环，尤其是提高了高压-排气再循环速率。
为了增强解吸，还可以通过合适的马达方面的措施改变经过催化转化器14的排气质量流。尤其可以减小排气质量流，以便在借助于传感器22检测氮氧化物浓度时提高测量精度。例如，可以通过相应地设定马达转速和/或通过操纵节流阀和/或通过改变高压-排气再循环速率进行排气质量流的改变。
优选当满足了这些前提条件时，借助于氮氧化物-传感器22测量催化转化器14之后的氮氧化物浓度。如果催化转化器14无论如何仍具有氮氧化物-存储能力，则比在催化转化器14之前，即催化转化器14上游更缓慢地降低催化转化器14后方的，即催化转化器14下游的氮氧化物浓度。即在惯性行驶中由催化转化器14进行氮氧化物的解吸。
优选利用模型化的、即期望的氮氧化物量调整解吸的氮氧化物的量。即这种模型可以说明，当存在氮氧化物未处理排放为零时，应该如何减小催化转化器14下游的排气中的氮氧化物浓度。即例如该模型可以考虑传感器22的测量的减弱或者说存在排气设备10的未被排气良好地流经的区域，所述区域相应地会导致催化转化器14下游氮氧化物浓度的降低的减缓。此外，在模型中优选考虑排气设备10的老化，尤其是催化转化器14的老化。
如果催化转化器14下游的氮氧化物浓度减小的实际测得的曲线与期望的NOx-减弱曲线有偏差，则可以推断出催化转化器14的氮氧化物-存储能力的相应的变化，尤其是减小。
尤其可以根据模型由惯性行驶中解吸的氮氧化物量以及由惯性行驶中氮氧化物减弱曲线/消退曲线的梯度推断出催化转化器14的绝对的氮氧化物存储能力。当测得的氮氧化物减弱曲线与额定NOx-减弱曲线有偏差时，则随后在当前使用的模型中作为基础的催化转化器14的氮氧化物存储能力被向上或向下修正。
取代观察惯性行驶中NOx-饱和以及NOx-解吸，也可以观察在多个吸收过程中以及解吸过程中累计的量。应该参考图2对此进行说明。
该变型方案以这样的认知为基础：通过在催化转化器14的区域中降低和提升NOx-部分压力而连续地出现小的吸收过程以及解吸过程。即当内燃机的NOx-未处理排放由于对内燃机的不同负载要求而变化时，NOx-部分压力的这种变化例如在动态的行驶情况下出现。在此，优选彼此分开地累计相应的NOx-量。随后把总共吸收的氮氧化物的量和总共解吸的氮氧化物的量与根据模型期望的量比较。
在图2中，在第一纵坐标38上绘出催化转化器14上游或下游的NOx-质量流作为时间t的函数，在时间轴32上说明该函数。因此，第一曲线40说明了催化转化器14上游的NOx-质量流，以及第二曲线42说明了催化转化器14下游的NOx-质量流。在多个第一步骤44中，在催化转化器14之前的排放高于在催化转化器14之后的排放。相应地，在此出现氮氧化物的吸收。类似地，在多个第二步骤46中，发生催化转化器14对氮氧化物的解吸。这就是在当在催化转化器14下游的排放高于在催化转化器14上游的排放时的情况。
在图2中的另一个图表中，在另一个纵坐标48上绘出氮氧化物在时间t上累计的量的相应的总和。曲线50描述了吸收的累计以及曲线52描述了解吸的累计。时间t又在图2中的第二图表中的时间轴32上绘出。在观察的时间段内，得到合计的吸收量和合计的解吸量之间的差54。把该差54与额定值比较，并基于该比较推断出催化转化器14的氮氧化物-存储能力。
为了尽可能准确地确定氮氧化物量，重要的是，具有小容差的、在催化转化器14之前的NOx-浓度或者说催化转化器14之后的NOx-浓度是已知的。如果存在测量误差，则该误差应该在催化转化器14之前和在催化转化器14之后倾向于同一方向。例如，误差的存在可以通过对其中出现在催化转化器14中未存储氮氧化物的状态的观察来检测。随后催化转化器14上游或催化转化器14下游的测量值应该彼此对应或者催化转化器14上游的模型化的值应该对应于利用传感器22测得的、催化转化器14下游的值。此外，应该在正确的时间点存在氮氧化物浓度。为此，在催化转化器14之前或者在催化转化器14之后传感器的值(或者说由未处理排放模型提供的值和由在催化转化器14之后传感器22提供的值)能够在时间上彼此协调。对本领域技术人员来说相应的方法是已知的。
为了确定吸收过程和解吸过程，连续地确定催化转化器14的氮氧化物吸收和氮氧化物解吸。这通过在催化转化器14之前的氮氧化物质量流和在催化转化器14之后的氮氧化物质量流彼此相减来进行。为了确定在催化转化器14下游的NOx-质量流，设置了NOx-传感器22。为了确定在催化转化器14之前的NOx-质量流也可以使用排放模型。
彼此分开地累计或累加氮氧化物吸收质量流和氮氧化物解吸质量流。此外，累计内燃机的氮氧化物-未处理排放。优选还确定特性值，该特性值对在催化转化器14上游的平均的氮氧化物梯度来说是代表性的，所述平均的氮氧化物梯度即说明了一曲线的平均的斜度，该曲线描述了内燃机的氮氧化物-未处理排放。这种特性值尤其能够以每秒的ppmNOx计算或说明。相应地当未处理排放剧烈变化时存在高的特性值。而较低的特性值则指示了氮氧化物-未处理排放的较不强烈的波动。
此外，总共吸收的氮氧化物的量和总共解吸的氮氧化物的量之间的差取决于温度曲线和在分析时间段内的未处理排放。例如，当催化转化器14的温度降低时，催化转化器14的氮氧化物-存储能力通常升高。相应地，吸收的氮氧化物的累计的量大于解吸的氮氧化物的累计的量。相反，催化转化器14的升高的温度导致了，累计的解吸通常大于累计的吸收。
在被观察的分析时间段的结束处存在的差54与期望的、模型化的差比较。如果差54大于或小于期望的差，则这可以表明排放模型或传感器22的漂移(Drift)。这可以通过排放模型或传感器22的相应的新的校准来补偿。如果不存在这种漂移，则可以基于差54回推出催化转化器14的NOx-存储能力。
该诊断优选在考虑了经过的时间段的情况下执行。即因此可以确定，在时间段内已经存在了预定的边界条件。作为该边界条件之一可以规定，NOx-存储器，即催化转化器14在所观察的、经过的时间段内已充分地利用氮氧化物饱和。例如，可以设置至少80％的饱和度。此外，优选观察一时间段，在该时间段中温度充分稳定且处于允许的范围中。为此例如可以考虑，在催化转化器14上游的排气的温度改变时是否并未出现或者充其量出现小的催化转化器14下游的温度变化。该边界条件的预先规定又基于解吸的温度相关性。
作为另一个边界条件可以规定，在催化转化器14上游用于氮氧化物梯度的特性值处于预定的范围内。该范围不应该过小。否则吸收效果和解吸效果极小，从而在测量技术上不能很好地检测吸收效果和解吸效果。相反，如果该范围过大，则排放模型的公差和传感器22的容差会过大。此外，作为边界条件可以检测，是否在经过的时间间隔中吸收和解吸之间的差是可信的。这尤其可以在考虑模型的情况下检查。
为了分析所述诊断，将累计的吸收的数额以及累计的解吸的数额与模型化的吸收和模型化的解吸比较。如果累计的吸收量和累计的解吸量的差小于模型化的差或小于模型化的量，则这是用于催化转化器14的减小的氮氧化物-存储能力的标志。因此，由吸收量和解吸量可以通过模型推断出催化转化器14的绝对的氮氧化物存储能力。优选在给定的时间段内用于给定的边界条件的模型包括吸收量的额定值和解吸量的额定值。这些额定值是温度的、NOx-梯度的特性值的、排气质量流的和氮氧化物未处理排放的总和的函数。当测得的吸收量和测得的解吸量与额定的吸收量和额定的解吸量有偏差时，催化转化器14的当前模型化的氮氧化物-存储能力可以向上或向下修正。
应该参考图3说明另一种可能性，即考虑与排气中氮氧化物的浓度有关的、催化转化器14对氮氧化物的解吸来用于确定催化转化器14的氮氧化物-存储能力。在此，在纵坐标56上的曲线图中绘出氮氧化物浓度以及在时间轴32上又绘出时间t。第一曲线58描述了未处理排放的曲线作为时间的函数，以及第二曲线60描述了催化转化器14下游的排气中氮氧化物浓度，所述浓度借助于传感器22检测。在此，也利用如下效果，即通过降低和提升或者说通过改变氮氧化物-部分压力，像其在动态行驶情况中常见的那样，出现产生的连续的小的吸收过程和解吸过程。然而由于该吸收过程和解吸过程在催化转化器14之后的氮氧化物浓度改变得比催化转化器14之前的氮氧化物浓度缓慢。相应的阶跃应答，即催化转化器14下游氮氧化物浓度的改变—这是由催化转化器14上游氮氧化物浓度的相应的改变引起的—被与由模型期望的阶跃应答比较。尤其通过统计学地分析多个这种节约应答可以借助于模型推断出催化转化器14的绝对的氮氧化物-存储能力。
优选采取如下措施，以便确定用于NOx-梯度的特性值。首先在催化转化器14之后的氮氧化物传感器22的信号噪音以及(可选的)催化转化器14上游的氮氧化物传感器的信号噪音被平均。例如，催化转化器14上游的氮氧化物浓度的梯度或斜度以每秒的ppmNOx确定。为此，作为基础使用了催化转化器14上游的(在此未示出的)氮氧化物传感器或者说氮氧化物-未处理排放模型。此外，催化转化器14下游的氮氧化物浓度的梯度或斜度优选以每秒的ppmNOx确定。为此，氮氧化物传感器22用作基础。
随后，对于定义的例如至少100秒的时间段来说，由催化转化器14之前和催化转化器14之后的氮氧化物梯度的量形成平均值。该平均值是一特性值，该特性值对于氮氧化物梯度来说是代表性的。
例如根据图3，在第一步骤62期间开始催化转化器14中对氮氧化物的吸收。这可由此断定，即针对未处理排放(曲线58)的强烈抬升，出现了催化转化器14下游(曲线60)的氮氧化物浓度的明显较缓慢地抬升。相反例如在第二步骤64中出现了催化转化器14的氮氧化物解吸。在此，氮氧化物-未处理排放(曲线58)相应地迅速下降，而催化转化器14下游的氮氧化物浓度更缓慢地下降。基于借助于传感器22检测的、催化转化器14下游氮氧化物浓度的这种更缓慢的阶跃应答可以推断出在多个第一步骤62期间吸收的存在或者说推断出在多个第二步骤64期间解吸的存在。
在识别具有氮氧化物-存储能力的催化转化器14下游的氮氧化物梯度时也优选执行对经过的时间间隔的诊断。在此作为边界条件也可以规定，NOx-存储器或者催化转化器14在经过的时间间隔中充分地利用氮氧化物饱和。此外，优选检测，在经过的时间间隔中排气温度足够稳定且处于运行的范围内。此外，优选用于催化转化器14上游的氮氧化物梯度的特性值处于预定的范围之内。当该范围过小时，则传感器的公差和噪音过于占优势。相反，如果特性值过大，则排放模型的公差和传感器的公差/容差过大。
能够通过模型由可以从催化转化器14之前和催化转化器14之后的NOx-梯度的量的平均值确定的特性值推断出催化转化器14的绝对的氮氧化物-存储能力。对于在给定的时间段内给定的边界条件来说，该模型优选具有用于催化转化器14之后的氮氧化物梯度的特性值的额定值。然而，该额定值是温度的、排气质量流的、氮氧化物未处理排放的总和的以及在催化转化器14之前的氮氧化物梯度的函数。当氮氧化物梯度的测得的特性值与额定值有偏差时，催化转化器14的当前模型化的氮氧化物-存储能力被向上或向下修正。
对于催化转化器14的氮氧化物存储能力的了解可以用于排气设备10的运行方式。例如，可以通过马达控制来调整马达的氮氧化物未处理排放。此外，可以调整富油跳跃-计量策略和/或尿素-计量策略，或者能够采取排气的加热措施。
鉴于排气中烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的含量的减小，还可以由催化转化器14的存储能力推断出催化转化器14的当前性能。因此，根据OBD实现了对催化转化器14的诊断。对诊断来说，可以在低于临界的氮氧化物-存储能力或存储量时报告错误。这会导致，例如激活马达故障警告灯。附加地或可选地，能够采取其它诊断措施，例如以便验证该事件。这种用于验证的措施能够根据现有技术进行。
由在其中发生催化转化器14的脱硫的时间段或间隔内催化转化器14的氮氧化物-存储能力的改变也能够推断出燃料中当前的硫浓度以及推断出催化转化器14的硫加载。因此，也实现了DeSOx-策略的优化，即催化转化器14的脱硫的策略。尤其能够优化两个DeSOx-措施和DeSOx-强度之间的间隔或时间段。该DeSOx-强度尤其表现为富油跳跃的深度，即空气-燃料-混合物的富集的规模或强度，以及表现为富油跳跃的持续时间，以及富油跳跃的次数。催化转化器14的脱硫尤其可以在温度升高时例如在颗粒过滤器16的再生的框架下通过相应的富油跳跃完成。
附图标记列表
10 排气设备
12 排气系
14 催化转化器
16 颗粒过滤器
18 SCR催化转化器
20 计量设备
24 曲线
26 曲线
28 控制器
30 步骤
32 时间轴
34 时间点
36 步骤
38 纵坐标
40 曲线
42 曲线
44 步骤
46 步骤
48 纵坐标
50 曲线
52 曲线
54 差
56 纵坐标
58 曲线
60 曲线
62 步骤
64 步骤

Claims (8)

1.一种用于确定车辆的催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力的方法，其中测量在催化转化器(14)下游排气中的氮氧化物的浓度，其特征在于，在至少一个第一步骤(30、44、62)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下，所述催化转化器(14)吸收氮氧化物，其中在至少一个第二步骤(36、46、64)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下发生催化转化器(14)对氮氧化物的解吸，其中为了确定催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力，至少在氮氧化物解吸时考虑催化转化器(14)的特性，其中，在至少一个第一步骤(30)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下，所述催化转化器(14)一直吸收氮氧化物，直至所述催化转化器(14)氮氧化物饱和，在达到所述催化转化器(14)氮氧化物饱和之后，执行所述车辆的惯性行驶，所述惯性行驶导致所述催化转化器(14)对氮氧化物的解吸，其中基于氮氧化物的解吸的时间曲线推断出所述催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在多个第一步骤(44)中设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下所述催化转化器(14)吸收氮氧化物，以及在多个第二步骤(46)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在该浓度下发生所述催化转化器(14)对氮氧化物的解吸，其中基于通过多个第一步骤(44)和第二步骤(46)之后存储的和释放的氮氧化物的量推断出所述催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少一个第一步骤(62)期间，确定在所述催化转化器(14)上游和所述催化转化器(14)下游的排气中氮氧化物的浓度的时间曲线的相应的第一梯度，以及在至少一个第二步骤(64)期间，确定在所述催化转化器(14)上游和所述催化转化器(14)下游的排气中氮氧化物的浓度的时间曲线的相应的第二梯度，其中基于所述梯度推断出所述催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由多个第一梯度的值和由多个第二梯度的值形成一平均值，其中基于所述平均值推断出所述催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定车辆的被动的氮氧化物吸收器的氮氧化物-存储能力。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定车辆的氧化催化转化器的氮氧化物-存储能力。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定车辆的被动运行的氮氧化物存储催化转化器的氮氧化物-存储能力。
8.一种用于确定车辆的催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力的装置，包括用于测量在所述催化转化器(14)下游排气中氮氧化物的浓度的传感器，其特征在于，还设置有控制设备(28)，该控制设备设计用于，在至少一个第一步骤(30、44、62)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下，所述催化转化器(14)吸收氮氧化物，以及所述控制设备设计用于，在至少一个第二步骤(36、46、64)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下发生催化转化器(14)对氮氧化物的解吸，以及所述控制设备设计用于，为了确定催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力，至少在氮氧化物的解吸时考虑催化转化器(14)的特性，其中，在至少一个第一步骤(30)中，设定排气中氮氧化物的浓度，在所述浓度下，所述催化转化器(14)一直吸收氮氧化物，直至所述催化转化器(14)氮氧化物饱和，在达到所述催化转化器(14)氮氧化物饱和之后，执行所述车辆的惯性行驶，所述惯性行驶导致所述催化转化器(14)对氮氧化物的解吸，其中基于氮氧化物的解吸的时间曲线推断出所述催化转化器(14)的氮氧化物-存储能力。
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