CN110344918A - 废气后处理设备的功能检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有SCR系统的内燃机废气后处理设备的功能检查方法，其中工作介质或还原剂被输入，包括如下步骤：启动诊断模式，排空SCR催化器，随后若需对其调温，随后输入工作介质，在预定诊断量的工作介质被输入的整个过程中在SCR催化器后未发现还原剂泄漏且为此基本上全部还原剂至少暂存在SCR催化器中时，SCR系统被定义为功能正常；在预定诊断量的工作介质被输入的整个过程中，在全部预定诊断量的工作介质被输入前，在SCR催化器后发现还原剂泄漏并为此发现其还原剂储存能力下降时，SCR系统被定义为无法发挥正常作用，其中关于废气后处理设备是否正常的状态信息或许被输出和/或存储，该诊断模式随后或许被结束。

Description

废气后处理设备的功能检查方法
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的方法。
背景技术
从现有技术中知道了废气后处理设备的各种功能检查方法。例如知道了如下方法：在此，SCR催化器首先充满氨，随后通过完全排空来确定SCR催化器的SCR储存能力。在此情况下，通过质量平衡来计算SCR催化器尚能储存多少氨。
此外知道了如下方法，在此向完全排空的SCR催化器一直输入尿素，直到发现在SCR催化器之后的氨泄漏，即SCR催化器已充满。由此可以通过质量平衡来确定尚能在SCR催化器中储存多少氨。
发明内容
本发明的任务是克服现有技术的缺点。本发明的任务尤其是提供一种方法，借此能快速可靠地检查废气后处理设备的功能运转性，而此时不必显著增大检查过程中的排放。此外，本发明的方法应该允许使动力学模型与现实一致，这尤其也允许动力学模型的校准。
本发明的任务尤其通过独立权利要求的特征来完成。
本发明涉及一种用于具有SCR系统的内燃机废气后处理设备的功能检查方法，其中，在SCR系统中在对应于按照规定运行的正常运行模式中输入工作介质，该工作介质包含还原剂或可被转化为还原剂，并且该还原剂至少暂时储存在SCR系统的SCR催化器中，其中该方法包括如下步骤：启动诊断模式，通过停止或减少工作介质供应来排空SCR催化器直至该SCR催化器中不再储存有还原剂，接着在必要时调温、尤其是加热SCR催化器以使SCR催化器的温度在预定温度窗内，随后输入工作介质。
本发明规定，当在预定诊断量的工作介质被输入的整个过程中，在SCR催化器后未发现还原剂泄漏且为此基本上全部还原剂至少暂时储存在SCR催化器中时，SCR系统被定义为能发挥正常作用；并且当在输入预定诊断量的工作介质过程中，在全部预定诊断量的工作介质被输入前，在SCR催化器后发现还原剂泄漏并借此发现SCR催化器的还原剂储存能力下降时，该SCR系统被定义为无法发挥正常作用，并且或许废气后处理设备的能发挥功能性的状态信息被输出和/或存储，且诊断模式随后或许被结束。
或许规定，在正常运行中，尤其在按规定的运行模式中，适于选择性催化还原的工作介质如尤其是含尿素的混合物、尿素溶液或在SCR催化器前被输入。工作介质可以含有还原剂如尤其是氨NH3，或者可被转化为还原剂如尤其是NH3。作为工作介质，优选采用含尿素的混合物且尤其是尿素水溶液例如在这里，工作介质或许通过随后所示的反应被转化为还原剂尤其是NH3：
热解:(NH2)2CO→NH3+HNCO
水解:HNCO+H2O→NH3+CO2
在第一步骤中，尿素(NH2)2CO在热解反应中可以被转化为氨NH3和异氰酸HNCO。在第二步骤中，异氰酸HNCO可以在用水H2O的水解反应中被转化为氨NH3和二氧化碳CO2。
该还原剂且尤其是NH3或许至少暂时可储存和/或被储存在SCR催化器中。或许，氨储放在SCR催化器的活性中心。至少暂时储存的还原剂且尤其是氨NH3可以随后减少氮氧化物NOx如尤其是一氧化氮NO和二氧化氮NO2。
工作介质输入可以通过分配装置且尤其是注入器或注入喷嘴进行。
通过在所谓的排空阶段中减少或停止工作介质供应，给SCR系统不供应或仅供应很少的新还原剂。可根据下述方式来排空SCR催化器，即通过氮氧化物NOx的还原来消耗SCR催化器仍然含有的还原剂，即，与所消耗相比，输入更少的还原剂。可以规定，总是加入分配装置充分冷却所需的还原剂量。或许可以规定，SCR催化器尚包含的还原剂通过排空模式如尤其是SCR催化器的升温来进行。
在SCR催化器排空后，SCR催化器可被调温且尤其是加热，以使SCR催化器到达预定温度。或许可以规定，SCR催化器在排空期间被置于事先规定的温度，由此可以保持低排放。当SCR催化器的温度已经处于预定温度窗内时，这种调温步骤可以省掉。
随后，在所谓的装载阶段中又输入工作介质。工作介质所含的或由工作介质构成的还原剂或许由SCR催化器至少暂时接纳和/或至少暂时储存。
当预定诊断量的工作介质已被输入而在SCR催化器之后没有发现还原剂泄漏尤其是NH3泄漏时，SCR系统能被定义为能发挥正常作用。即，或许当能在SCR催化器中至少暂时储存预定量的还原剂尤其是NH3时，SCR系统被定义为能发挥正常作用。被输入的预定诊断量的工作介质限定了所输入的还原剂量，因为工作介质可被转化为还原剂和/或工作介质含有还原剂。
当在预定量的工作介质输入期间在SCR催化器之后发现还原剂泄漏尤其是NH3泄漏时，SCR系统可被定义为无法发挥正常作用。即，或许输入量的还原剂尤其是NH3无法由SCR催化器储存。或许，SCR催化器的降低的还原剂储存能力且尤其是NH3储存能力可能因SCR催化器老化和/或SCR催化器缺陷而降低。
或许规定，预定量的工作介质对应于如下的还原剂量，其还必须能储存在SCR催化器中以便用SCR催化器、SCR系统和/或废气后处理设备能满足极限值且尤其是有害排放、尤其NOx排放的法定极限值。即，或许当无法再在SCR催化器内储存预定量的还原剂时，SCR催化器无法满足法定极限值所要求的氮氧化物转化率。
还原剂泄漏、尤其是NH3泄漏可以通过至少一个传感器且尤其是NOx传感器或NH3传感器来发现。所述至少一个传感器可以设置在所述SCR催化器或SCR系统之后。或许NH3泄漏通过NOx传感器的增大测量值被发现，因为NH3的浓度可影响到NOx传感器。
在本文范围内，SCR系统可以尤其是指如下系统，其包括sDPF催化器、SCR催化器、ASC催化器和/或LNT催化器即稀燃NOx捕集催化器，或者由sDPF催化器、SCR催化器、ASC催化器和/或LNT催化器构成。SCR系统最好也包括一个、两个或三个用于输入工作介质的装置、工作介质箱和/或或许还有类似这样的工作介质。优选将一个或多个分配装置布置在SCR系统前面，尤其在SCR催化器前面。
或许规定，废气后处理设备包括一个或两个SCR催化器、柴油氧化催化器DOC、柴油颗粒过滤器DPF、氨逃逸催化器ASC、一个或两个分配装置和/或一个、两个或三个NOx传感器和/或一个、两个或三个NH3传感器且尤其是在废气后处理设备后面的NH3传感器。
或许规定，废气后处理设备包括DOC催化器、SCR催化器即设立用于氮氧化物的选择性催化还原的催化器和/或ASC催化器，或者由DOC催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括DOC催化器、DPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器，或者由DOC催化器、DPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括DOC催化器、sDPF催化器即涂有SCR的DPF、SCR催化器和/或ASC催化器，或者由DOC催化器、sDPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括SCR催化器、DOC催化器、DPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器，或者由SCR催化器、DOC催化器、DPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括SCR催化器、DOC催化器、sDPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器，或者由SCR催化器、DOC催化器、sDPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括DPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器，或者由DPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括LNT催化器、sDPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器，或者由LNT催化器、sDPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括LNT催化器、cDPF催化器即催化DPF、ufSCR催化器即地下SCR和/或ASC催化器，或者由LNT催化器、cDPF催化器、ufSCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括LNT催化器、SCR催化器、sDPF催化器和/或ASC催化器，或者由LNT催化器、SCR催化器、sDPF催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括LNT催化器、sDPF催化器、ufSCR催化器和/或ASC催化器，或者由LNT催化器、sDPF催化器、ufSCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理设备包括LNT催化器、sDPF催化器、ufSCR催化器和/或ASC催化器，或者由LNT催化器、sDPF催化器、ufSCR催化器和/或ASC催化器构成。
或许规定，废气后处理系统的一个、两个、三个、四个、五个或全部的催化器可被加热或被加热并且尤其设计成电热催化器E-CAT。
或许规定，废气后处理设备代替DOC催化器和/或代替LNT催化器地包括“被动NOx吸收”PNA。
或许规定，废气后处理设备除了上述催化器外还包括“被动NOx吸收”PNA。
或许规定，废气后处理设备除上述催化器外还包括“涡轮前催化剂(Pre-Turbine-Catalyst)”PTC。
或许规定，废气后处理设备包括一个或两个分配装置和一个、两个或三个NOx传感器和/或一个、两个或三个NH3传感器且尤其是在废气后处理设备之后的NH3传感器。
在本文范围内，SCR催化器可以是指sDPF催化器、SCR催化器和/或ASC催化器。
或许，“所确定的废气后处理设备能否发挥正常作用”作为状态信息被输出和/或存储。或许，该状态信息也可以被存储在内燃机和/或汽车的存储器系统内。
随后，诊断模式或许可以被结束。
或许规定，该方法的多个方法步骤如前所述前后相继。就是说，或许当诊断模式被启动时，首先执行SCR催化器的排空，即进行排空阶段。在排空阶段之后，在装载阶段输入预定诊断量的工作介质并评估废气部件能否发挥正常作用。
或许规定，在SCR催化器后发现还原剂泄漏时，在预定诊断量的工作介质输入前停止工作介质的输入，由此将还原剂排放减至最少。
因为一旦在SCR催化器后发现还原剂泄漏则工作介质输入(由此还有还原剂输入)被停止，故排放且尤其是还原剂排放基本可以被阻止或减少。就是说，或许没有或不必在所述方法中输入全部的预定诊断量的工作介质。
如果在预定诊断量的工作介质被输入前在SCR催化器后发现还原剂泄漏且尤其是NH3泄漏，则SCR系统可以被评定为无法发挥正常作用。由此可以确定SCR催化器的还原剂储存能力被降低并且借助这样的SCR催化器或许可能无法再遵守极限值尤其是有害物质排放的法定极限值。
或许规定，当预定诊断量的工作介质被输入且在SCR催化器之后未发现还原剂泄漏时，工作介质输入被停止，由此按计划未出现还原剂排放。
或许规定，预定诊断量的工作介质针对诊断模式被如下安排：在能发挥正常作用的SCR催化器情况下，通过诊断量的工作介质所输入的还原剂可至少暂时储存在SCR催化器中，为此在能发挥正常作用的SCR催化器情况下按计划不出现还原剂排放。
一旦预定量的工作介质被输入，则工作介质供应可被停止或明显减少，由此也不再输入还原剂或仅输入很少的还原剂。如果在预定诊断量的工作介质输入期间在SCR催化器后未发现还原剂泄漏且尤其是NH3泄漏，则SCR系统可被评定为能发挥正常作用。即，或许通过所输入的工作介质量来限定的基本全部的还原剂量至少暂时储存在SCR催化器中。
就是说，根据该方法，或许不需要在SCR系统前方输入如此多的工作介质或还原剂，使得在功能检查时必然在SCR催化器后出现还原剂泄漏。由此一方面可以减少或阻止排放，因为在能发挥正常作用的SCR系统情况下按计划不出现还原剂排放。另一方面，可以由此快速确定SCR系统能否发挥正常作用，因为不同于常见方法，需要输入较少工作介质，因此输入的持续时间和功能检查的持续时间比常见方法更短。
此外，还原剂排放在该方法中或许只出现在无法发挥正常作用的SCR系统情况下，因为所输入的还原剂量无法储存在SCR催化器中。即，或许仅在SCR催化器的还原剂储存能力被减小的情况下，在SCR催化器后出现还原剂泄漏，并且出现还原剂排放。因为或许在发现还原剂泄漏时停止输入，故还原剂排放在此情况下也被减至最少。
或许规定，通过停止或减少工作介质供应一直进行SCR催化器的排空，直到发现表明SCR催化器内不再储存有还原剂的参数，在这里，该参数尤其通过至少一个NOx传感器来发现。
或许规定，该参数是在SCR催化器前记录的排放且尤其是NOx排放与在SCR催化器后记录的排放且尤其是NOx排放之差，并且在SCR催化器之前和之后发现的排放之差在排空的SCR催化器情况下低于预定差值，尤其为零。
通过在该方法的排空阶段中减少或停止工作介质供应，没有或仅有很少的新还原剂被输入SCR催化器。即，或许只有储存在SCR催化器中的还原剂被用于氮氧化物NOx的还原，因此在SCR催化器内的还原剂量被减少。由此可以排空SCR催化器。
一旦发现了表明在SCR催化器内不再存有或没有还原剂的参数，则SCR催化器的排空可以被视为结束，并且排空阶段可被结束。尤其是NOx传感器的测量值被考虑作为参数，所述传感器或许设置在SCR催化器之前和之后和/或SCR系统之前和之后。例如可以认为，当在SCR系统和/或SCR催化器前面的氮氧化物浓度基本上对应于在SCR系统和/或SCR催化器之后的氮氧化物浓度时，在SCR催化器内基本不再储存有还原剂。在这种情况下，因缺少还原剂而不再有氮氧化物可通过SCR催化器和/或在SCR催化器中被减少。由此可以推断出SCR催化器已排空。
或许规定，除了真实运行外，还在动力学模型中计算该SCR系统尤其是SCR催化器的对所述方法重要的反应，其中该动力学模型尤其对应于所用的SCR系统的物理模型的数学描绘。
或许规定，预定诊断量的工作介质通过该动力学模型来确定或计算，并且尤其对应于如下的还原剂量，其根据模型计算可完全至少暂时储存在能发挥正常作用的SCR催化器内。
可以在数学物理模型中计算对所述方法重要的反应。或许规定，通过动力学模型以数学-物理方式来描绘重要反应。所述反应因此可以基于物理状况，由此可以减少估算和/或不可靠性，由此可以提高模型值的精度。或许可以在所有实施方式中规定：真实值也作为输入参数加入动力学模型中。
例如也可以利用动力学模型来描绘还原剂的氧化且尤其是NH3的氧化。在常见方法中，还原剂的氧化(倘若将其考虑在内)大多只能被估算，这带来了极其不可靠或很不准确。例如这样的动力学模型在“Hollauf,Bernd:SCR基DeNOx系统的基于模型的闭环控制”(克恩顿应用科学技术大学硕士论文2009)被公开。
通过该动力学模型，优选可以将SCR催化器的还原剂储存能力模型化。由此或许可以用动力学模型来预报：SCR催化器必须能够储存多少还原剂才可将它视为能发挥正常作用。就是说，当SCR催化器无法再储存一定量的还原剂时，可以用动力学模型来预报无法再借助SCR催化器获得一定极限值且尤其是法定排放极限值尤其是NOx排放极限值，因此其必须被定义为无法发挥正常作用。
或许规定，利用该动力学模型来确定：在能发挥正常作用的SCR催化器中应能存储的工作介质量。另外，利用该动力学模型可以依据预报的和/或计算的还原剂储存能力来确定SCR催化器的极限还原剂储存能力即所谓的极限装载量，必须至少达到该极限装载量才能将SCR催化器定义为能发挥正常作用。或许规定，工作介质量通过SCR催化器的极限还原剂储存能力来定。
或许规定，依据各参数例如催化器温度来确定：能发挥正常作用的SCR催化器还需具有的还原剂储量。现在可以一直模拟工作介质计量，直到在动力学模型中达到了事先规定的还原剂储量。即换言之，或许从各参数中确定还原剂储量，并且借助动力学模型来确定工作介质量即诊断量。可以规定，在真实系统内输入“动力学模型对于达到预定还原剂储量所需的工作介质量”。
或许规定，在诊断量的工作介质中含有一部分量的还原剂，其在诊断模式中通过按照规定的SCR系统功能被转化或耗用并由此未储存在SCR催化器中。
通过按照规定的SCR系统功能和/或SCR催化器功能，还原剂被耗用以减少氮氧化物，由此该还原剂不会储存在SCR催化器中。
为了通过动力学模型所确定的还原剂量可确实地被至少暂时储存在SCR催化器中，该诊断量可被增加一定的部分量。
由此可以检查：SCR催化器是否具有通过动力学模型确定的还原剂储存能力且因此其能被定义为能发挥正常作用或无法发挥正常作用。
或许规定，为了使动力学模型与现实一致，尤其为了校准动力学模型，当也随着诊断模式进展不再有还原剂储存在SCR催化器中时，模拟的SCR催化器的还原剂装载量被设定为零。
通过所述方法，可以使该动力学模型与现实一致。即或许，当在诊断模式中确定不再有还原剂储存在真实的SCR催化器中时，存在于模型化的SCR催化器中的模型化量的还原剂、即模型化的SCR催化器装载量被设定为零。由此可以消除和/或减小或许在较长时间内都存在的在动力学模型和真实SCR催化器之间的偏差且尤其是装载量的偏差。
该方法因此可能有助于使利用动力学模型来模型化的SCR催化器与真实的SCR催化器准确一致，并且动力学模型的计算精度和可靠性得以提高。
或许规定，诊断模式的启动包括如下步骤：在前期诊断模式中通过停止或减少工作介质供应而部分排空SCR催化器；在SCR系统的测定效率与用动力学模型计算的模型化SCR系统效率相差了预定阈值时，启动该诊断模式；当SCR催化器的在前期诊断模式中确定的还原剂量对应于事先规定的还原剂量或者超过事先规定的还原剂量时，启动或返回正常运行模式。
由于工作介质供应的停止或减少，基本上没有新的还原剂被输入SCR催化器。由此，只有存在于SCR催化器中的还原剂可被用于还原氮氧化物。
可以通过动力学模型来计算在能发挥正常作用的SCR催化器中还应储存多少还原剂。由此可以在工作介质供应被减少或停止时，利用动力学模型也预先计算出SCR催化器效率尤其是氮氧化物转化率。
一旦现在真实效率且尤其是氮氧化物的真实转化率与模型化效率且尤其是氮氧化物的模型化转化率相差了预定阈值，则可以启动诊断模式。即，或许当在动力学模型的模型化值与真实SCR催化器的值之间出现偏差时(即当效率差ΔηSCR大于预定阈值时)，该诊断模式被启动。尤其是也可规定，在此情况下，SCR催化器的在前期诊断模式中所确定的还原剂量不对应于事先规定的还原剂量或者未超过事先规定的还原剂量。
当在前期诊断模式中确定的还原剂量对应于事先规定的还原剂量或者超过事先规定的还原剂量并且在模型化的效率与真实效率之间没有出现显著偏差或者模型化的效率与真实效率之差低于预定阈值时，前期诊断模式被结束，或者说正常运行模式又被启动或者返回正常运行模式。即，或许当在SCR催化器中还能储存事先规定的还原剂量时，SCR催化器具有充足的储存能力且诊断模式未被启动。尤其可以规定，事先规定的还原剂量通过动力学模型或者从取决于SCR催化器温度的函数中来确定或计算。也可以规定，从简单公式中获得模型化的效率，或者模型化的效率基于经验值。
或许规定，该SCR催化器内的还原剂量通过质量平衡且尤其是NOx质量平衡来求出。即，或许从在前期诊断模式中启动的SCR系统之前和之后的NOx测量值之差中确定和/或计算出有多少还原剂尤其是NH3还储存在SCR催化器中。尤其是，该SCR催化器内的还原剂量可以通过如下公式来获得：
其中，NH3，SCR-Kat.是在前期诊断模式中所确定的SCR催化器的还原剂量，是在SCR系统之前的NOx质量流，是在SCR系统之后的NOx质量流，是或许在前期诊断模式中尤其在被输入的SCR系统前被输入的NH3质量流。
因此，通过所述方法可以快速可靠地检查废气后处理设备尤其是SCR催化器能否发挥正常作用，因为该诊断模式不一定必须被启动以便功能检查。
或许规定，该诊断模式不同于内燃机的正常运行模式。
或许规定，该前期诊断模式不同于内燃机的正常运行模式。
或许规定，在前期诊断模式和/或诊断模式结束后，内燃机以其正常运行模式运转。
或许规定，关于废气后处理设备功能的状态信息借助车辆的MIL灯即功能故障指示灯-发动机控制灯被输出，由此通知驾驶员废气后处理设备能发挥正常作用的状态。
附图说明
现在，以非排他的示例性实施例为例来进一步说明本发明。
图1示出本发明方法的第一实施方式的图解示意图，
图2示出本发明方法的前期诊断模式的示意图，和
图3示出本发明方法的诊断模式的示意图。
具体实施方式
图1示出用于具有SCR系统的内燃机废气后处理设备的功能检查的本发明方法的第一实施方式的图解示意图。
根据此实施方式，在前期诊断模式中检查：诊断模式是否被启动。在前期诊断模式中，工作介质供应和进而还有所输入的还原剂量被减少或停止。由此，储存在SCR催化器中的还原剂量被用于还原氮氧化物，由此该SCR催化器内所储存的还原剂量被减少和耗尽。
在工作介质供应被减少或停止时，根据此实施方式，真实的NOx转化率即SCR催化器的真实效率得到确定，其中，所述确定最好连续进行。在此实施方式中，为此考虑一个NOx传感器或两个NOx传感器的测量值，其中，它们设于SCR催化器之前和之后。可以规定，内燃机的NOx排放通过内燃机动力学模型来求出和/或确定。由此可能也可在废气后处理设备之后设置仅一个NOx传感器。
此外，在动力学SCR催化器模型中计算和/或描绘对所述方法重要的、真实SCR催化器的反应。利用该动力学模型，可以确定模型化或模拟的NOx转化率或模型化效率。
如果SCR催化器的真实效率与SCR催化器的模型化效率相差了预定阈值，即效率差ΔηSCR大于预定阈值，则诊断模式被启动。这一方面意味着，如果真实效率基本上对应于模型化效率并且在前期诊断模式中确定的该SCR催化器内的还原剂量对应于事先规定的还原剂量或超过它，则SCR系统被评定为能发挥正常作用。在此情况下，结束前期诊断模式，不启动诊断模式，并且或许返回正常运行模式或者启动该正常运行模式。另一方面，当真实效率与模型化效率相差超过预定阈值时(即当效率差ΔηSCR大于预定阈值时)，必须通过诊断模式检查SCR系统是否发挥正常作用。
因此，根据本发明方法的第一实施方式，可以快速可靠地检查废气后处理设备尤其是SCR系统是否发挥正常作用，因为诊断模式只在规定情况下被启动。
如果诊断模式被启动，那么直到在SCR催化器内基本上没有储存还原剂之前，在排空阶段中一直停止或减少工作介质供应。当发现一表明SCR催化器装载状态的参数时，SCR催化器根据第一实施方式被定义为空。在此实施方式中，作为参数考虑在SCR系统之前和之后的废气中的测定的NOx浓度之差。就是说，当两个NOx浓度之差基本为零(因此在SCR系统之前的NOx浓度基本上等于在SCR系统之后的NOx浓度)时，SCR催化器被定义为空。
一旦SCR催化器为空，则在装载阶段中又提升或启动工作介质供应。
根据此实施方式，当在预定诊断量的工作介质的整个输入过程中在SCR催化器之后未发现还原剂泄漏且因此基本上所有还原剂量至少暂时储存在SCR催化器中时，SCR系统被定义为能发挥正常作用。在此情况下，SCR催化器的还原剂储存能力是充足的，并且该SCR系统能够遵守与有害物排放尤其是NOx排放相关的法律规定。
但如果在预定诊断量的工作介质的输入期间在SCR催化器之后发现还原剂泄漏，则该SCR系统根据此实施方式被视为无法发挥正常作用。就是说，在此情况下该SCR催化器的还原剂储存能力下降、减少和/或降低。
根据此实施方式，一旦在SCR催化器之后发现还原剂泄漏或者一旦输入了预定诊断量的工作介质，则在诊断模式期间停止工作介质供应。因此，不仅在检查到能发挥正常作用的SCR催化器，也在检查到无法发挥正常作用的SCR催化器情况下，还原剂排放得以减少和/或避免。
预定诊断量的工作介质限定了输入的还原剂量。在此实施方式中，预定量工作介质被增加了一部分量，用以考虑在诊断模式中的还原剂消耗。由此可以保证也确实地在SCR催化器内储存预先确定的还原剂量。
根据此实施方式而规定，依据各参数如SCR催化器温度来确定能发挥正常作用的SCR催化器应有的还原剂储量。现在，一直模拟工作介质加入，直到在动力学模型中达到事先规定的还原剂储量，由此可以确定工作介质诊断量。即换言之，或许由各参数确定还原剂储量并且借助动力学模型确定工作介质量。由动力学模型计算或模拟对于该方法重要的反应。因此，可以通过动力学模型来计算：“SCR催化器还须接收以便能被定义为能发挥正常作用的还原剂量”。通过动力学模型算出的还原剂量可以完全至少暂时储存在能发挥正常作用的SCR催化器中。
根据此方法，诊断模式和前期诊断模式都不同于内燃机的常规运行。
一旦废气后处理设备的功能检查结束，则功能检查结果(功能的状态信息)被存储在内燃机的和/或汽车的存储器系统中。
此外，根据此实施方式，状态信息通过启动或接通MIL灯被输出，由此向内燃机的和/或汽车的使用者通知其废气后处理设备的状态或者说能否发挥正常作用。
图2依据三个不同的曲线图和两个不同的情况示出了本发明方法的前期诊断模式的示意图。在这三个曲线图的第一曲线图中，关于时间地绘制出SCR催化器效率。在这三个曲线图的第二曲线图中，关于时间地绘制出装载量，即储存在SCR催化器中的还原剂量。在这三个曲线图的第三曲线图中，关于时间地绘制出工作介质分配量。
现在从这三幅曲线图中能看到，根据此实施方式，在诊断模式启动前执行前期诊断模式。根据此实施方式，在前期诊断模式中停止工作介质供应，由此不再向SCR催化器供给还原剂。
结合动力学模型来计算SCR催化器的对所述方法重要的所有反应。由此可以模型化或计算SCR催化器的效率，即其氮氧化物的转化率。通过动力学模型所模型化或计算的值在这三个曲线图中是通过点状线来表示的。
第一情况的真实值在这三个曲线图中以实线形式示出。在此所示的第一情况下，真正SCR催化器的效率基本上相当于模型化的SCR催化器的效率。即，真实效率与模型化效率之差即效率差ΔηSCR小于预定阈值。从第二曲线图中能看到模型化的装载量也与真实装载量基本一致。即在此情况下，在前期诊断模式中在此实施方式中通过质量平衡所计算出的该SCR催化器内的还原剂量对应于事先规定的还原剂量。即，SCR催化器在此情况下具有充足的还原剂储存能力。根据此实施方式，通过尤其取决于SCR催化器温度的函数来确定预先规定的还原剂量。在此情况下，根据这个方法实施方式，废气后处理设备被定义为能发挥正常作用，并且不启动诊断模式。
对于第二种情况，真实值以双点划线形式被示出。从第一曲线图中能看到，在停止工作介质供应后不久，真实效率不同于模型化的效率。即，在此情况下，在催化器内存在比从动力学模型中计算出的更少的还原剂。这可以从第二曲线图中看到，其示出了真实装载量不同于模型化装载量。因为在SCR催化器内真正存在的还原剂比从动力学模型所计算的更少，SCR催化器比所计算的更快速地没有了还原剂，由此比计算的更早地就不能还原氮氧化物。因此，在SCR催化器之后的NOx排放比所计算的更显著增高，氮氧化物转化率比计算的更早地降低。在此情况下，效率差ΔηSCR大于预定阈值，并且必须通过诊断模式检查废气后处理设备能否发挥正常作用。在此情况下启动诊断模式。
在图3中依据三个不同的曲线图和两个不同的情况示出了本发明方法的诊断模式的示意图。在这三个曲线图的第一曲线图中，关于时间地绘制出SCR催化器的效率。在这三个曲线图的第二曲线图中，关于时间地绘制出装载量，即储存在SCR催化器中的还原剂量。在这三个曲线图的第三曲线图中，关于时间地绘制出工作介质分配量。
根据此实施方式，在诊断模式中首先通过停止或减少工作介质供应来排空SCR催化器。所谓的排空阶段一直进行，直到该SCR催化器内不再储存有还原剂。
一旦SCR催化器被定义为空，则排空阶段结束。在这里可以使通过动力学模型而模型化的SCR催化器装载量(如点线所示)匹配于SCR催化器真实装载量(如实线所示)。因为人们通过排空阶段知道了真实SCR催化器基本不再有还原剂，故也可以将模型化的还原剂装载量调至零。由此，可以修正在真实SCR催化器与模型化的SCR催化器之间或许在较长时间范围内存在的背离。
随后，在装载阶段中又启动工作介质供应。如果现在在装载阶段中在SCR催化器之后发现还原剂泄漏，则SCR系统被定义为无法发挥正常作用。在此实施方式中，一旦出现还原剂泄漏或NH3泄漏，则在SCR催化器之后所发现的NOx浓度增大，这是因为NOx传感器具有对NH3的横向灵敏性。就是说，在此情况下SCR催化器无法再接收预定量的还原剂，其还原剂储存能力受到限制。如从第一曲线图中看到地，在出现还原剂泄漏时，测定效率明显降低，如双点划虚线所示。
但如果在事先规定的诊断量的输入过程中(就是说在装载阶段中)，在SCR催化器之后未发现还原剂泄漏，则SCR系统被定义为能发挥正常作用。就像在第一曲线图中示出，如实线所示地没有出现效率降低。

Claims (14)

1.一种用于具有SCR系统的内燃机废气后处理设备的功能检查方法，
-其中，在SCR系统中在对应于按规定运行的正常运行模式中输入工作介质，其中，该工作介质含有还原剂或能被转化为还原剂，
-并且其中，该还原剂至少暂时储存在该SCR系统的SCR催化器中，
包括以下步骤：
-启动诊断模式，
-通过停止或减少工作介质供应来排空该SCR催化器，直到该SCR催化器内不再存有还原剂，
-随后，如果需要则对该SCR催化器进行调温且尤其是加热，使得该SCR催化器的温度在预定的温度窗内，
-随后，输入工作介质，
其特征是，
-当在预定诊断量的工作介质被输入的整个过程中在该SCR催化器之后未发现还原剂泄漏且因此基本上全部还原剂至少暂时储存在该SCR催化器中时，该SCR系统被定义为能发挥正常作用，
-当在预定诊断量的工作介质被输入的整个过程中在全部预定诊断量的工作介质被输入之前在SCR催化器之后发现还原剂泄漏且因此发现该SCR催化器的还原剂储存能力下降时，该SCR系统被定义为无法发挥正常作用，
-或许，关于废气后处理设备能否发挥正常作用的状态信息被输出和/或存储，
-该诊断模式随后或许被结束。
2.根据权利要求1的方法，其特征是，当在SCR催化器后发现还原剂泄漏时，在预定诊断量的工作介质被输入之前停止工作介质的输入，由此将还原剂排放减至最少。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征是，当预定诊断量的工作介质被输入且在SCR催化器之后没有发现还原剂泄漏时，停止工作介质的输入，由此按照计划地不出现还原剂排放。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征是，用于诊断模式的预定诊断量的工作介质如此安排，即，在能发挥正常作用的SCR催化器情况下，通过诊断量的工作介质所输入的还原剂能至少暂时储存在该SCR催化器中，为此在能发挥正常作用的SCR催化器情况下按照计划地不出现还原剂排放。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征是，通过停止或减少工作介质供应来持续排空SCR催化器，直到发现说明该SCR催化器内不再存有还原剂的参数，其中，该参数尤其通过至少一个NOx传感器被发现。
6.根据权利要求5的方法，其特征是，该参数是在该SCR催化器之前所记录的排放尤其是NOx排放与在该SCR催化器之后所记录的排放尤其是NOx排放之差，并且在该SCR催化器之前和之后所发现的排放之差在SCR催化器排空情况下低于预定差值，尤其为零。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征是，除了真实运行外，还在动力学模型中计算该SCR系统尤其是SCR催化器的对于该方法重要的反应，其中，该动力学模型尤其对应于所用的SCR系统的物理模型的数学描绘。
8.根据权利要求7的方法，其特征是，该预定诊断量的工作介质通过动力学模型来确定或计算，并且尤其对应于根据模型计算能全部暂时储存在能发挥正常作用的SCR催化器中的还原剂量。
9.根据权利要求1至8之一的方法，其特征是，在诊断量的工作介质中含有一部分量的还原剂，所述一部分量的还原剂在诊断模式中通过按照规定的SCR系统功能被转化或消耗且由此不储存在该SCR催化器中。
10.根据权利要求7至9之一的方法，其特征是，为了使该动力学模型与现实一致，尤其为了校准该动力学模型，当也在诊断模式进展中在该SCR催化器不再储存有还原剂时，模型化的SCR催化器的还原剂装载量被设定为零。
11.根据权利要求7至10之一的方法，其特征是，诊断模式的启动包括以下步骤：
-在前期诊断模式中通过停止或减少工作介质供应来部分排空SCR催化器，
-当SCR系统的测定效率与模型化的SCR系统的用动力学模型计算出的效率相差了预定阈值时，启动诊断模式，
-当在前期诊断模式中确定的SCR催化器的还原剂量对应于事先规定的还原剂量或超出事先规定的还原剂量时，启动或返回正常运行模式。
12.根据权利要求1至11之一的方法，其特征是，该诊断模式不同于该内燃机和/或废气后处理设备的正常运行模式。
13.根据权利要求11或12的方法，其特征是，该前期诊断模式不同于该内燃机的正常运行模式。
14.根据权利要求1至13之一的方法，其特征是，关于废气后处理设备功能的状态信息是借助车辆的MIL灯即功能故障指示灯-发动机控制灯来输出的，由此，驾驶员被通知废气后处理设备能否发挥正常作用的状态。
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