DE102006055238A1 - Nitrogen oxide-storage catalyzer's nitrogen oxide-storage capability determining method for use in e.g. diesel engine, involves determining storage capability of nitrogen oxide storage catalyzers with larger loading of nitrogen oxide - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein sowohl ein Verfahren als auch ein Steuergerät zur Bestimmung der NOx-Speicherfähigkeit eines NOx-Speicherkatalysators im Abgas eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to both a method and a controller for determining NOx storage capability a NOx storage catalyst in the exhaust of an internal combustion engine having the features of the preambles of the independent claims.
Ein
solches Verfahren und ein solches Steuergerät ist jeweils aus der
Die in dieser Betriebsart vergleichsweise hohe Menge der vom Verbrennungsmotor emittierten Stickoxide wird in dem NOx-Speicherkatalysator gespeichert. Um die Speicherfähigkeit aufrecht zu erhalten, wird der Magerbetrieb regelmäßig unterbrochen, um den NOx-Speicherkatalysator in einer reduzierenden Abgasatmosphäre zu regenerieren. Dabei wird das gespeicherte NOx reduziert und als molekularer Stickstoff aus dem Speicherkatalysator ausgetragen. Die Speicherung erfolgt für Zeitspannen in der Größenordnung einer Minute, während die Regeneration in Zeitspannen in der Größenordnung einer Sekunde erfolgt.The in this mode comparatively high amount of the internal combustion engine emitted nitrogen oxides is stored in the NOx storage catalyst. To the storage capacity maintain lean operation is regularly interrupted, around the NOx storage catalytic converter to regenerate in a reducing exhaust gas atmosphere. It will the stored NOx is reduced and released as molecular nitrogen the storage catalyst discharged. The storage takes place for periods in the order of magnitude a minute while the regeneration takes place in periods of the order of one second.
Der Gesetzgeber in den USA und in Europa schreibt für Kraftfahrzeuge eine On Board Diagnose vor, bei der unter anderem auch die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators zu beurteilen ist. Für die Beurteilung wird die NOx-Speicherfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators ermittelt. Ist die ermittelte Speicherfähigkeit zu klein, wird eine Fehlermeldung erzeugt, abgespeichert und unter Umständen angezeigt.Legislators in the US and Europe require on-board diagnostics for motor vehicles, including the ability of the NO x storage catalytic converter to function. The NOx storage capacity of the NOx storage catalytic converter is determined for the assessment. If the determined storage capacity is too small, an error message is generated, stored and possibly displayed.
Nach
der
Parallel zur rechnerischen Bildung der Beladung mit dem Integral des Rohemissionsmodells wird die NOx-Konzentration, wie sie auch vom NOx-Sensor gemessen wird, mit einem Speicherkatalysatormodell nachgebildet. Der Wert der nachgebildeten NOx-Konzentration hängt dabei von dem Wert einer NOx-Speicherfähigkeit ab, der in dem Speicherkatalysatormodell verwendet wird. Alternativ oder ergänzend wird der sich hinter dem Speicherkatalysator einstellende NOx-Massenstrom mit einem Speicherkatalysatormodell nachgebildet.Parallel to the computational formation of the load with the integral of the raw emission model is the NOx concentration, as measured by the NOx sensor, simulated with a storage catalyst model. The value of the replicated NOx concentration depends thereby from the value of a NOx storage capability, which in the storage catalyst model is used. Alternatively or in addition, it will be behind the NOx-mass flow adjusting the storage catalytic converter with a storage catalytic converter model simulated.
Sobald sich in der gemessenen NOx-Konzentration ein Anstieg zeigt, wird die nachgebildete NOx-Konzentration durch Veränderung des im Speicherkatalysatormodell verwendeten Werts der NOx-Speicherfähigkeit mit einem Adaptionswert an die gemessene NOx-Konzentration angeglichen. Der durch diese Angleichung bestimmte Wert der NOx-Speicherfähigkeit wird damit in Abhängigkeit von stromaufwärts des Speicherkatalysators messbaren Größen, nämlich den Eingangsgrößen des Rohemissionsmodells und des Speicherkatalysatormodells und einem Signal des stromabwärts des Speicherkatalysators angeordneten NOx-Sensors bestimmt, das eine Erschöpfung der Aufnahmefähigkeit des Speicherkatalysators anzeigt. Das bekannte Verfahren wird für Abgasanlagen mit einem Strang vorgestellt.As soon as is in the measured NOx concentration increases, is the simulated NOx concentration by changing the storage catalyst model used value of NOx storage capability with an adaptation value adjusted to the measured NOx concentration. The one by this Approximation specific value of the NOx storage capacity will depend on upstream of the storage catalyst measurable variables, namely the input variables of Raw emission model and the storage catalyst model and a Signal of the downstream of the storage catalytic converter arranged NOx sensor determines that an exhaustion the capacity of the Storage catalyst indicates. The known method is for exhaust systems presented with a strand.
Bei hubraumstärkeren Motoren wird dazu übergegangen, die Abgasanlage als Y-System auszuführen. Dabei wird unter einem Y-System eine Abgasanlage verstanden, die Abgase von zwei Gruppen von Zylindern des Verbrennungsmotors voneinander getrennt durch jeweils einen gruppenindividuellen NOx-Speicherkatalysator leitet und die Abgase hinter den beiden NOx-Speicherkatalysatoren zusammenführt. Die weitgehende Trennung der Abgasstränge bei solchen Abgasanlagen bieten aus Gründen der Gasdynamik Vorteile bei der Leistung und dem Drehmoment des Verbrennungsmotors. Die Zusammenführung und Vermischung der Stränge nach den beiden Speicherkatalysatoren beeinträchtigt diese Vorteil kaum.at larger displacement Engines are transferred to to run the exhaust system as Y-system. It is under a Y system understood an exhaust system, the exhaust gases of two groups of cylinders of the internal combustion engine separated by each passes a group-specific NOx storage catalyst and merges the exhaust gases behind the two NOx storage catalytic converters. The extensive separation of the exhaust gas lines in such exhaust systems offer for reasons Gas Dynamics Benefits of Performance and Torque Combustion engine. The merging and mixing of the strands after the Both storage catalysts hardly affect this advantage.
Bei einer solchen Abgasanlage sind damit zwei NOx-Katalysatoren vorhanden, die regeneriert und diagnostiziert werden müssen. Bei einer Übertragung des bekannten Verfahrens wären dazu separate NOx-Sensoren in den separaten Abschnitten der Abgasanlage erforderlich.at Such an exhaust system thus two NOx catalysts are present, that need to be regenerated and diagnosed. In a transmission of the known method would be to separate NOx sensors in the separate sections of the exhaust system required.
Zur Minimierung der Systemkosten ist es jedoch wünschenswert, ein solches System mit nur einem NOx-Sensor zu realisieren.to However, minimizing the system cost, it is desirable to have such a system to realize with only one NOx sensor.
Normalerweise werden beide Speicherkatalysatoren jeweils gleichzeitig entweder befüllt (Magerbetrieb) oder regeneriert (Fettbetrieb). Ab einem gewissen Füllstand beginnt ein Speicherkatalysator durchzubrechen, d.h. die vom NOx-Sensor gemessenen NOx-Emissionen steigen an, weil in den Speicherkatalysator einströmendes NOx nicht gespeichert wird und daher wieder aus dem Speicherkatalysator austritt. Es ist jedoch mit einem einzigen Abgassensor, der hinter der Zusammenführung angeordnet ist, nicht ohne Weiteres möglich, zwischen beiden Speicherkatalysatoren zu unterscheiden. Es ist insbesondere nicht ohne Weiteres möglich, zu unterscheiden, ob die NOx-Speicherfähigkeit beider Speicherkatalysatoren gleichzeitig erschöpft ist oder ob dies nur für einen der beiden Speicherkatalysatoren zutrifft. Außerdem ist ein einzelner Speicherkatalysator mit erschöpfter Speicherfähigkeit nicht ohne Weiteres identifizierbar.Normally, both storage catalytic converters are either filled simultaneously (lean operation) or regenerated (rich operation). From a certain level, a storage catalytic converter begins to break through, that is, that measured by the NOx sensor NEN NOx emissions rise because in the storage catalyst inflowing NOx is not stored and therefore exits the storage catalytic converter again. However, with a single exhaust gas sensor located behind the merge, it is not readily possible to distinguish between both storage catalysts. In particular, it is not readily possible to distinguish whether the NOx storage capacity of both storage catalytic converters is simultaneously exhausted or whether this only applies to one of the two storage catalytic converters. In addition, a single storage catalyst with exhausted storage capability is not readily identifiable.
Ein unterschiedliches Durchbrechverhalten kann z.B. durch einen unterschiedlichen Alterungszustand der Katalysatoren hervorgerufen werden. Der Alterungszustand der einzelnen Katalysatoren sollte dem Motorsteuergerät bekannt sein, um bestimmte Betriebsparameter bei der Steuerung des Verbrennungsmotors darauf abstimmen zu können. Es ist daher wünschenswert, die Diagnose/Alterungsbestimmung der beiden Speicherkatalysatoren für beide Speicherkatalysatoren getrennt durchzuführen.One different break-through behavior may e.g. through a different one Aging condition of the catalysts are caused. The state of aging The individual catalysts should be known to the engine control unit be to certain operating parameters in the control of the internal combustion engine to vote on it. It is therefore desirable the diagnosis / aging determination of the two storage catalytic converters for both storage catalytic converters perform separately.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und eines Steuergerät, das jeweils eine separate Diagnose von jedem einzelnen von zwei NOx-Speicherkatalysatoren einer Y-Abgasanlage mit nur einem NOx-Sensor erlaubt, der stromabwärts der Y-Zusammenführung angeordnet ist.In front In this background, the object of the invention in the specification a method and a control unit, each a separate Diagnosis of each of two NOx storage catalytic converters of a Y exhaust system allowed with only one NOx sensor located downstream of the Y-junction is.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bei einem Steuergerät der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Steuergeräte-Anspruchs gelöst. Diese Merkmale ermöglichen eine separate Diagnose mit nur einem NOx-Sensor, was eine signifikante Kostenersparnis ermöglicht. Dabei wird eine sequentielle Regeneration der beiden Speicherkatalysatoren durchgeführt, wodurch beide Bänke getrennt betrachtet werden können.These Task is in a method of the type mentioned by the characterizing features of claim 1 and in a control device of the beginning mentioned type solved by the characterizing features of the independent control device claim. These Features allow one separate diagnosis with only one NOx sensor, which is a significant cost savings allows. there becomes a sequential regeneration of the two storage catalysts carried out, causing both banks can be considered separately.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further Advantages result from the dependent claims, the Description and attached Characters.
Es versteht sich, dass die vorstehend 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.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. In each case, in schematic form:
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention
Im
Einzelnen zeigt die
Der
Verbrennungsmotor
Der
Verbrennungsmotor
Zur
Bildung der Ansteuersignale verarbeitet das Steuergerät
Das
Steuergerät
In
der
Ab
dem Zeitpunkt t0 werden beide Gruppen
Die
Regeneration wird dabei zu einem vorteilhaften Zeitpunkt t2 ausgelöst. Ein
solcher Zeitpunkt liegt dann vor, wenn die im Steuergerät
Für die Diagnose
wird dann ab dem Zeitpunkt t2 einer der beiden Speicherkatalysatoren
Für die Regeneration
wird die dem zweiten Speicherkatalysator
Die
erste Gruppe
Im
Ergebnis weisen beide Speicherkatalysatoren
Wenn
dann das Signal des NOx-Sensors
Weil
der zweite Speicherkatalysator
Die
eindeutige Zuordnung des Durchbruchsignals vom Zeitpunkt
Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zu Beginn
des Verfahrens, also zum Zeitpunkt
In
der Ausgestaltung der
Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Erzeugung einer
unterschiedlichen Beladung durch eine ganz oder teilweise erfolgende
Regeneration des schlechteren Speicherkatalysators dann erfolgt,
wenn das Signal des NOx-Sensors
In
der
Für die Diagnose
des zweiten Speicherkatalysators
Bei
der Wiederholung des Verfahrens mit vertauschten Gruppen von Zylindern
und Speicherkatalysatoren, die zur Bestimmung der NOx-Speicherfähigkeit
des zweiten Speicherkatalysators
In
der Ausgestaltung der
Wie
die beschriebene Ausgestaltung zeigt, ist es zwischen der Bewertung
der beiden NOx-Speicherkatalysatoren
Besonders
vorteilhaft ist darüber
hinaus folgende optionale/ergänzende
Strategie: Es wird bereits beim ersten Durchbruch von NOx zum Zeitpunkt ein
Adaptionsfaktor ermittelt. Die Ermittlung erfolgt bevorzugt so,
wie es weiter oben in Verbindung mit dem Stand der Technik erläutert worden
ist. Ohne Beschränkung
der Allgemeinheit wird im Folgenden der Durchbruch im Signal
Der
ab dem Zeitpunkt t6 ermittelte Adaptionswert, der zum Angleichen
der modellierten NOx-Konzentration
an die gemessene NOx-Konzentration dient, wird dann zunächst allgemein
als Wert für
den schlechtesten Speicherkatalysator der Abgasanlage
Erfolgt
dagegen, wie es in der
Umgekehrt
kann dann, wenn nach einer Regeneration des zweiten Speicherkatalysators
Die
Ausgestaltungen wurden mit Blick auf eine Abgasanlage
Das
vorgestellte Verfahren beinhaltet, dass in einer Y-Abgasanlage zeitweise
nur ein Speicherkatalysator regeneriert wird. Bei Motorsteuerungen,
bei denen die Füllungssteuerung über nur
eine Drosselklappe
Eine weitere alternative Lösung des Diagnoseproblems ist bei einem System mit getrennter, bankweiser AGR-Zuführung (Abgasrückführung) möglich. Durch schließen der AGR können die NOx-Rohemissionen stark erhöht werden. Folglich kann durch schließen der AGR auf einer Bank die Beladung des NOx-Speicherkatalysators gegenüber der anderen Bank deutlich erhöht werden. Der dann zu messende NOx-Durchbruch (Diagnose) kann dann dem stärker beladenen Katalysator zugeordnet werden.A another alternative solution The diagnostic problem is in a separate, bank-wise system AGR feed (Exhaust gas recirculation) possible. By shut down the AGR can the NOx raw emissions greatly increased become. Consequently, by closing the EGR on a bench the loading of the NOx storage catalyst compared to the other bank clearly elevated become. The then measured NOx breakthrough (diagnosis) can then the stronger be assigned loaded catalyst.
Die Diagnose kann durch eine Regenerationsmittel-Massenbilanzierung ergänzt werden. Der Speicherkatalysator wird hierbei mit einer definierten Masse NOx (Rohemissionsmodell) beladen. Dann wird eine Regeneration durch Fettgas durchgeführt. Über eine Bilanzierung des absorbierten Regenerationsmittels (Übergang mager -> fett) und der absorbierten Sauerstoffmasse (Übergang fett -> mager) ist die Bestimmung der tatsächlich gespeicherten NOx-Masse möglich. Die Differenz kann zur Bestimmung der Alterung herangezogen werden.The Diagnosis can be through a mass regenerant mass balance added become. The storage catalyst is in this case with a defined mass NOx (raw emission model) loaded. Then a regeneration is going through Grease gas performed. Over a Balancing of the absorbed regenerant (transition lean -> fat) and the absorbed oxygen mass (transition fat -> lean) is the determination the actual stored NOx mass possible. The difference can be used to determine the aging.
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200610055238 DE102006055238A1 (en) | 2006-11-23 | 2006-11-23 | Nitrogen oxide-storage catalyzer's nitrogen oxide-storage capability determining method for use in e.g. diesel engine, involves determining storage capability of nitrogen oxide storage catalyzers with larger loading of nitrogen oxide |
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DE102006055238A1 true DE102006055238A1 (en) | 2008-05-29 |
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DE (1) | DE102006055238A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016005968A1 (en) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Daimler Ag | Method and device for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter of a vehicle |
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2006
- 2006-11-23 DE DE200610055238 patent/DE102006055238A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102016005968A1 (en) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Daimler Ag | Method and device for determining a nitrogen oxide storage capability of a catalytic converter of a vehicle |
WO2017194183A1 (en) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Daimler Ag | Method and device for determining a nitrogen oxide storage capacity of a catalyst of a vehicle |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120601 |