DE102007060421A1 - Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102007060421A1
DE102007060421A1 DE102007060421A DE102007060421A DE102007060421A1 DE 102007060421 A1 DE102007060421 A1 DE 102007060421A1 DE 102007060421 A DE102007060421 A DE 102007060421A DE 102007060421 A DE102007060421 A DE 102007060421A DE 102007060421 A1 DE102007060421 A1 DE 102007060421A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
deterioration
catalysts
deterioration factor
factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102007060421A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007060421B4 (de
Inventor
Bodo Odendall
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102007060421A priority Critical patent/DE102007060421B4/de
Publication of DE102007060421A1 publication Critical patent/DE102007060421A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007060421B4 publication Critical patent/DE102007060421B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02Catalytic activity of catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug, wobei das Katalysatorsystem bewertet wird, indem für jeden Katalysator separat ein die Verschlechterung des Katalysators in Bezug auf einen entsprechenden neuen Katalysator angebender Verschlechterungsfaktor bestimmt und im Rahmen der Bewertung als separates Bewertungskriterium verwendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie eine zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung.
  • Wird bei Kraftfahrzeugen, die über zwei Katalysatoren oder auch mehr als zwei Katalysatoren verfügen, beispielsweise über einen im Motorraum angeordneten ersten Katalysator und einen zweiten Unterbodenkatalysator, eine On-Board-Diagnose des Katalysators durchgeführt, so ist zu beobachten, dass es bei einer Verschlechterung des bzw. eines Vorkatalysators im Motorraum vorrangig zu einer Verschlechterung des Abgasergebnisses hinsichtlich der Emissionen von Kohlenwasserstoffen kommt. Liegt hingegen eine Verschlechterung des Unterbodenkatalysators vor, so folgt daraus nicht nur eine Verschlechterung des Abgasergebnisses hinsichtlich des Ausstoßes von Kohlenwasserstoffen, sondern dominierend eine Verschlechterung des Ergebnisses für den Stickoxidausstoß (NOx-Ausstoß).
  • Dieser Effekt findet jedoch bei den bisherigen Konzepten zur Bewertung von Katalysatorsystemen keinen Niederschlag, da bei diesen im Endergebnis stets nur beurteilt wird, ob die Katalysatoranlage in ihrer Gesamtheit in Ordnung ist bzw. den zugrunde zu legenden Vorschriften genügt oder nicht.
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein diesbezüglich verbessertes Verfahren anzugeben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraft fahrzeug vorgesehen, das sich dadurch auszeichnet, dass das Katalysatorsystem bewertet wird, indem für jeden Katalysator separat wenigstens ein die Verschlechterung des Katalysators im Bezug auf einen entsprechenden neuen Katalysator angebender Verschlechterungsfaktor bestimmt und im Rahmen der Bewertung als separates Bewertungskriterium verwendet wird.
  • Erfindungsgemäß wird also für ein Zweikatalysatorsystem bzw. ein System mehrerer Katalysatoren nicht nur ein Gütekriterium für die gesamte Katalysatoranlage gebildet, sondern es werden mindestens zwei Verschlechterungsfaktoren generiert, die jeweils für sich separate Bewertungskriterien darstellen und nicht nur Schritte im Hinblick auf eine Bewertung des Katalysatorsystems als Ganzes sind.
  • Während also bisher eine Bewertung der Güte derartiger Mehrkatalysatorensysteme vorgenommen wurde, indem geprüft wurde, ob der Vorkatalysator in Ordnung ist und, falls dies nicht der Fall war, lediglich pauschal festgestellt wurde, dass das Katalysatorsystem die Vorschriften nicht erfüllt, bzw. anderenfalls, falls der Vorkatalysator in Ordnung war, eine weitere Überprüfung des zweiten Katalysators durchgeführt wurde, so dass letztlich ein Gesamtergebnis dahingehend erhalten wurde, ob die Anlage insgesamt den Anforderungen genügt, wird erfindungsgemäß von vorneherein eine separate Bewertung der einzelnen Katalysatoren vorgenommen, wobei im Rahmen dieser Bewertung für jeden Katalysator wenigstens ein spezifischer Verschlechterungsfaktor bestimmt wird.
  • Damit kann eine differenzierte Bewertung des Katalysatorsystems im Hinblick auf die eingangs erwähnte katalysatorspezifische Verschlechterung des Abgasergebnisses erfolgen.
  • Insbesondere kann auf diese Art und Weise ein Katalysatorsystem aus einem Vorkatalysator und einem Unterbodenkatalysator bewertet werden. In diesem Fall wird also für den Vorkatalysator ein separater Verschlechterungsfaktor gebildet, während für den Unterbodenkatalysator ein zweiter separater Faktor, der die Verschlechterung der Katalysatorgüte angibt, ermittelt wird. Es kann also differenziert ermittelt bzw. angegeben werden, dass beispielsweise der Vorkatalysator eine nicht zu vernachlässigende Verschlechterung aufweist, die dazu führt, dass das Ergebnis hinsichtlich der Konvertierung von Kohlenwasserstoffen deutlich verschlechtert ist, während der zweite Katalysator die Güteanforderungen erfüllt
  • Für einen ersten Katalysator kann ein auf die Konvertierung von Kohlenwasserstoffen bezogener Verschlechterungsfaktor und/oder für einen zweiten Katalysator ein auf die Konvertierung von Stickoxiden bezogener Verschlechterungsfaktor bestimmt werden und/oder es kann ein auf die Konvertierung von Stickoxiden bezogener Verschlechterungsfaktor als Summe der separaten Verschlechterungsfaktoren für einen ersten und einen zweiten Katalysator gebildet werden.
  • Bei einer herkömmlichen Zweikatalysatoranlage mit einem Vorkatalysator und einem Unterbodenkatalysator wird also für den ersten Katalysator ein Verschlechterungsfaktor gebildet, der für die Kohlenwasserstoffemissionen (HC-Emissionen) maßgebend ist, während der zweite Verschlechterungsfaktor, der auf den zweiten Katalysator bezogen ist bzw. ein Maß für dessen Güte darstellt, Aussagekraft vorrangig im Hinblick auf die NOx-Emissionen aufweist.
  • Daneben ist es ebenso möglich, die NOx-Emissionen anhand einer Summe der beiden Verschlechterungsfaktoren für den Vorkatalysator und den Unterbodenkatalysator zu beurteilen. Bei dieser zusätzlichen Berücksichtigung der Summe wird also anhand der separaten Verschlechterungsfaktoren für jeden der vorhandenen Katalysatoren ein weiteres Bewertungskriterium ermittelt, das in Form der Summe der mehreren Verschlechterungsfaktoren eine Aussage im Hinblick auf die Emissionen von Stickoxiden ermöglicht. Dieses Kriterium stellt dann ein Kriterium für die Gesamtanlage dar.
  • Als wenigstens ein Verschlechterungsfaktor kann ein einen diskreten Wert aufweisender Verschlechterungsfaktor und/oder es kann als wenigstens ein Verschlechterungsfaktor ein im Hinblick auf die Länge des entsprechenden Katalysators eine kontinuierliche Abhängigkeit aufweisender Verschlechterungsfaktor gebildet werden.
  • Es ist also einerseits möglich, beispielsweise zur Bewertung des ersten Katalysators einen diskreten Verschlechterungsfaktor zu verwenden. Andererseits kann ein Verschlechterungsfaktor gebildet werden, der eine kontinuierliche Abhängigkeit hinsichtlich der Länge des Katalysators bzw. der Koordinaten, die eine längenmäßige bzw. gegebenenfalls auch flächenmäßige Ausdehnung des Katalysators beschreiben, aufweist.
  • Insbesondere kann bei Bildung eines im Hinblick auf die Länge des entsprechenden Katalysators eine kontinuierliche Abhängigkeit aufweisenden Verschlechterungsfaktors eine längenbezogene Gewichtung des Verschlechterungsfaktors durchgeführt und der gewichtete Verschlechterungsfaktor als Bewertungskriterium verwendet werden.
  • Durch eine derartige Gewichtung kann berücksichtigt werden, dass eine Verschlechterung in unterschiedlichen Bereichen bzw. Zonen eines Katalysators nicht unbedingt gleich kritisch bzw. bedeutsam für die Güte des Katalysators ist. Beispielsweise kann bei der Beurteilung der Emissionen von Kohlenwasserstoffen eine Verschlechterung am Ende des Katalysators als weniger entscheidend weniger stark gewichtet werden als eine Verschlechterung am Anfang des Katalysators.
  • Dementsprechend kann ein auf die Konvertierung von Kohlenwasserstoffen bezogener Verschlechterungsfaktor reziprok zum Abstand von der Stirnfläche des Katalysators gewichtet und/oder ein auf die Konvertierung von Stickoxiden bezogener Verschlechterungsfaktor proportional zur Länge des Katalysators oder derart, dass eine Verschlechterung am Katalysatorende einen geringeren Einfluss hat als eine Verschlechterung am Katalysatoranfang, gewichtet werden.
  • Die reziproke Einbeziehung des Abstands von der Stirnfläche führt dazu, dass eine Verschlechterung am Ende des Katalysators einen weniger star ken Einfluss auf den Verschlechterungsfaktor hat als eine Verschlechterung am Anfang des Katalysators, die dementsprechend als gravierender bewertet wird.
  • Bei Stickoxiden haben die einzelnen Katalysatorzonen einen abweichenden Einfluss, so dass die Wichtung zweckmäßigerweise proportional über die Katalysatorlänge vorzunehmen ist bzw. derart, dass eine Verschlechterung am Ende des Katalysators (etwas) geringer einzubeziehen ist als eine Verschlechterung am Anfang. Wird im Einzelfall eine andere Bewertung, gegebenenfalls auch für andere Schadstoffarten, als zweckmäßig ermittelt, so kann die Gewichtung selbstverständlich abweichen bzw. angepasst werden.
  • Die Gewichtung kann in Abhängigkeit von der Verteilung des im Katalysator vorhandenen Sauerstoffspeichers durchgeführt werden, insbesondere in Abhängigkeit vom Betrag und der axialen Verteilung des im Katalysator vorhandenen Sauerstoffspeichers über die Länge des Katalysators.
  • So kann erfindungsgemäß anhand der Verteilung des Sauerstoffspeichers im Katalysator, also anhand der Kenntnis des Betrags und der axialen Verteilung des Sauerstoffspeichers über die Zonen bzw. die Fläche des Katalysators (also gegebenenfalls in Längs- und Querrichtung) eine Korrelation bezüglich der im Abgastest zu erwartenden Konvertierung hergestellt werden.
  • Wenigstens ein Verschlechterungsfaktor kann in Abhängigkeit von einer Bestimmung der Wertigkeit unterschiedlicher Bereiche des Katalysators bestimmt werden, insbesondere in Abhängigkeit von einer unter Berücksichtigung des Produkts aus dem Betrag eines im Katalysator vorhandenen Sauerstoffspeichers und der axialen Position bestimmten Wertigkeit eines Bereichs des Katalysators.
  • Bei der Bestimmung des Verschlechterungsfaktors bzw. der Verschlechterungsfaktoren wird somit eine bestimmte Wertigkeit bzw. Bedeutung eines Katalysatorbereichs berücksichtigt. Die Bewertungen des Sauerstoffspeichers über die Katalysatorlänge hängen von verschiedenen Faktoren ab.
  • Wenn beispielsweise der Motor im Kaltstart größere Mengen Stickoxide produziert, so folgt daraus zweckmäßigerweise eine stärkere Wertigkeit bzw. Wichtung der Einlaufzone des Katalysators hinsichtlich des Ausstoßes von Stickoxiden, während bei vergleichsweise geringen Stickoxidemissionen im Kaltstart der Faktor für die Wichtung der Stickoxide im Einlaufbereich relativ gering sein sollte. Dies gilt entsprechend angepasst für andere Schadstoffarten.
  • Dementsprechend kann eine Gewichtung eines Verschlechterungsfaktors in Abhängigkeit von der Verteilung des im Katalysator vorhandenen Sauerstoffspeichers für einen ersten Vorkatalysator und einen zweiten Unterbodenkatalysator getrennt und/oder das Verfahren unter Berücksichtigung der Rohemissionen des Motors und/oder einer Kaltstartstrategie und/oder einer verwendeten Kraftstoffart durchgeführt werden.
  • Beispielsweise kann, gegebenenfalls anhand eines weiteren Diagnoseverfahrens, festgestellt werden, dass sich die Rohemissionen des Motors im Kaltstart ändern. Dann kann es erforderlich sein, die Wichtung bei der axialen Sauerstoffspeicherbewertung dieser Veränderung der Rohemissionen anzupassen.
  • Gleiches gilt, falls sich die Rohemissionen bedingt durch die Verwendung einer anderen Kraftstoffsorte ändern. Ähnlich ist die Umstellung von Gasbetrieb auf Benzinbetrieb zu beurteilen. Beim Gasbetrieb hat der Katalysator aufgrund des hohen Methananteils eine höhere Light-Off-Temperatur. Die Temperatur, die den Beginn der katalytischen Aktivität bezeichnet, liegt also höher als dies bei Benzinbetrieb der Fall ist. Daher ist in diesem Fall die Einlaufzone des Katalysators im Hinblick auf Kohlenwasserstoffe stärker zu Wichten.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Mess- und Diagnoseeinrichtung, ausgebildet zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug derart, dass für jeden Katalysator separat ein die Verschlechterung des Katalysators im Bezug auf ei nen entsprechenden neuen Katalysator angebender Verschlechterungsfaktor bestimmbar und im Rahmen der Bewertung als separates Bewertungskriterium verwendbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Mess- und Diagnoseeinrichtung kann insbesondere eine On-Board-Diagnoseeinrichtung eines (dementsprechend ebenfalls erfindungsgemäßen) Kraftfahrzeugs sein, die es ermöglicht, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit zwei Katalysatorkonzepten, also in der Regel einem Katalysator im Motorraum und einem Unterbodenkatalysator, eine optimale Beurteilung der Güte des Katalysators durchzuführen, indem separat für jeden der beiden Katalysatoren seitens der Mess- und Diagnoseeinrichtung ein Verschlechterungsfaktor bestimmt und als separates Bewertungskriterium verwendet wird.
  • Dabei kann die Bestimmung der Verschlechterungsfaktoren gegebenenfalls vollautomatisch seitens der Mess- und Diagnoseeinrichtung durchgeführt werden, beispielsweise in regelmäßigen Abständen oder bei Vorliegen bestimmter äußerer Umstände und dergleichen.
  • Des Weiteren kann die Bestimmung der Verschlechterungsfaktoren und somit die Bewertung der Katalysatorgüte durch einen Bediener initialisiert bzw. mit Bedienerunterstützung, gegebenenfalls auch unterstützt durch den Anschluss an ein externes Prüfsystem, durchgeführt werden.
  • Dabei wird erfindungsgemäß durch die Mess- und Diagnoseeinrichtung zwar bei Bedarf auch ein Gütekriterium für die gesamte Katalysatoranlage kreiert, darüber hinaus werden aber zwingend mindestens zwei Verschlechterungsfaktoren für die einzelnen Katalysatoren des Kraftfahrzeugs erzeugt und als solche in die Bewertung eingebunden, wobei insbesondere durch die Mess- und Diagnoseeinrichtung, die hierzu gegebenenfalls auf entsprechende Speicherinformationen bzw. Algorithmen zugreift, eine Wichtung im Hinblick auf die axiale Ausdehnung des Katalysators vorgenommen werden.
  • Ein Katalysatorbewertungsfaktor wird somit z. B. aus der Information über den zur Verfügung stehenden Sauerstoffspeicher und der entsprechenden zugehörigen axialen Position im Katalysator gebildet, um so einen Katalysatorbewertungsfaktor für jeden der Katalysatoren zu erhalten. Dabei kann gegebenenfalls aus den beiden bzw. bei mehreren Katalysatoren mehr als zwei Bewertungsfaktoren eine Summe gebildet werden, um so eine gesamte Katalysatorbewertung angeben zu können. Bei dieser Summenbildung ist vorteilhafterweise wiederum eine Wichtung der einzelnen Katalysatoren hinsichtlich des Sauerstoffspeichers vorzunehmen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:
  • 1 eine Prinzipdarstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Mess- und Diagnoseeinrichtung,
  • 3 eine Prinzipdarstellung des Sauerstoffspeichers eines Katalysators über die Katalysatorlänge und
  • 4 eine Prinzipdarstellung zur Wichtung des Speichers gemäß 3 über die Katalysatorlänge für unterschiedliche Schadstoffarten.
  • Die 1 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Dabei ist gemäß dem Kästchen 1 ein erster Katalysator, gemäß dem Kästchen 2 ein zweiter Katalysator in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, das folglich ein System mit zwei Katalysatoren aufweist. Für beide Katalysatoren, also sowohl für einen Motorraumkatalysator als auch für einen Unterboden katalysator bei Vorliegen eines typischen Zweikatalysatorkonzepts, wird jeweils gemäß den Kästchen 3 und 4 ein separater Verschlechterungsfaktor gebildet.
  • Es wird also nicht nur ein Gütekriterium für die gesamte Katalysatoranlage erzeugt, sondern es werden explizit zwei getrennte Verschlechterungsfaktoren, bei mehreren Katalysatoren gegebenenfalls auch mehr als zwei separate Verschlechterungsfaktoren, erzeugt, die gemäß dem Kästchen 5 als separate Bewertungskriterien in eine Bewertung einbezogen werden und jeweils angeben, wie sich die Güte des Katalysators im Vergleich zur Güte eines neuen Katalysators verändert hat. Dementsprechend wäre bei einem Zweitkatalysatorkonzept der erste Verschlechterungsfaktor, der aus dem ersten Katalysator gebildet wird, für die Kohlenwasserstoffemissionen maßgebend, während der zweite Verschlechterungsfaktor, der aus dem zweiten Katalysator gebildet wird, vorrangig maßgebend für die Stickoxidemissionen ist.
  • Bei den verschiedenen separaten Verschlechterungsfaktoren, die erfindungsgemäß in die Bewertung einfließen, wird darüber hinaus zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der zu bewertenden Schadstoffart eine Wichtung im Hinblick auf den Einfluss der verschiedenen Zonen des jeweiligen Katalysators vorgenommen. Somit kann erfindungsgemäß bei der Bewertung eines Katalysators eines Katalysatorsystems aus mehreren Katalysatoren berücksichtigt werden, dass im Abgastest der Einströmbereich besonders für die Frage der Kohlenwasserstoffemissionen zu berücksichtigen ist, während bei Stickoxidemissionen eher das gesamte Katalysatorvolumen zu berücksichtigen ist.
  • Die 2 zeigt ein Kraftfahrzeug 6 mit einer erfindungsgemäßen Mess- und Diagnoseeinrichtung 7. Das Kraftfahrzeug 6 weist zwei dem Motor 8 nachgeschaltete Katalysatoren 9 und 10 auf, wobei die Nachschaltung hier durch die Pfeile 11 und 12 angedeutet ist. Das Kraftfahrzeug 6 verfügt also über ein Zweikatalysatorensystem, bei dem generell zu beobachten ist, dass sich bei einer Verschlechterung des Vorkatalysators, also hier des Katalysators 9, bevorzugt eine Verschlechterung des Abgasergebnisses im Hinblick auf Koh lenwasserstoffe ergibt, während bei einer Verschlechterung des zweiten Katalysators 10, hier eines Unterbodenkatalysators, neben einer Verschlechterung des Ergebnisses für Kohlenwasserstoffe dominierend eine Verschlechterung des Stickoxidergebnisses im Abgastest auftritt.
  • Um diesem Verhalten im Rahmen einer Bewertung Rechnung zu tragen, erstellt die erfindungsgemäße Mess- und Diagnoseeinrichtung 7, in Verbindung mit der Auswertung von auf die Katalysatoren 9, 10 bzw. den Motor 8 bezogenen Daten, wie hier durch den Doppelpfeil 13 angedeutet wird, separate Verschlechterungsfaktoren für beide Katalysatoren 9, 10, um so eine differenzierte Bewertung der Güte anstelle eines bisher üblichen einzigen Bewertungsfaktors für ein gesamtes Katalysatorsystem zu ermöglichen.
  • Dabei erfolgt die Bewertung der Katalysatorgüte für die beiden Katalysatoren 9, 10 im dargestellten Kraftfahrzeug 6 unter Vornahme einer Wichtung des im jeweiligen Katalysator 9, 10 jeweils in unterschiedlichen Zonen über dessen axiale Länge zur Verfügung stehenden Sauerstoffspeichers mit der axialen Position, um so die Relevanz der einzelnen Katalysatorbereiche in einen Faktor für die gesamte Katalysatorkonvertierung für die separaten Katalysatoren 9, 10 einbeziehen zu können.
  • Die 3 zeigt eine Prinzipdarstellung des Sauerstoffspeichers eines Katalysators über die Katalysatorlänge. Dabei sind einzelne Zonen 14, 15, 16, 17 und 18 unterschieden, die, gemäß dem Pfeil 19, über die Katalysatorlänge L, jeweils mit einer Ausdehnung dx gemäß dem Doppelpfeil 20, aufeinander folgen. Diese einzelnen Zonen 1418 des Katalysators sind für eine möglichst optimale Bewertung der Güte eines Zweikatalysatorsystems im Hinblick auf die unterschiedlichen Emissionsarten, also beispielsweise im Hinblick auf Kohlenwasserstoffe und Stickoxide, unterschiedlich zu bewerten.
  • Dabei ist die hier vorgenommene Aufteilung in fünf verschiedene Zonen 1418 lediglich beispielhaft zu verstehen. Um eine möglichst optimale Bewertung der Katalysatorgüte zu erhalten, kann gegebenenfalls auch eine Aufteilung in wesentlich mehr als fünf Zonen, beispielsweise in zehn Zonen erfor derlich sein. Ebenso kann in manchen Fällen aber auch die Betrachtung von lediglich zwei Zonen (eines vorderen und hinteren Bereichs) ausreichend sein.
  • Jeder der Zonen 1418 entspricht jeweils eine bestimmte Sauerstoffspeicherkapazität, die in die Bildung eines Katalysatorbewertungsfaktors einbezogen wird.
  • Die Wichtung dieses Sauerstoffspeichers erfolgt gemäß der 4 über die Katalysatorlänge nach unterschiedlichen Schadstoffarten differenziert.
  • Dabei ist in der Darstellung auf der x-Achse 21 die Katalysatorlänge L aufgetragen, auf der y-Achse 22 eine zugehörige Sauerstoffspeicherkapazitäts-Bewertung. Die Kurve 23 zeigt die Sauerstoffspeicherkapazitäts-Bewertung (Oxygen-Storage-Capacity-Bewertung bzw. OSC-Bewertung) für Kohlenwasserstoffe, die Kurve 24 die Bewertung für Stickoxide. Dementsprechend ist gemäß der Kurve 23 für Kohlenwasserstoffe eine Verschlechterung am Anfang des Katalysators stärker zu Wichten als eine Verschlechterung am Ende des Katalysators.
  • Anders ist gemäß der Kurve 24 bei Stickoxiden vorzugehen. Hier wird eine Verschlechterung am Anfang auch etwas stärker bewertet als eine Verschlechterung am Ende, jedoch ist der Unterschied nur sehr gering und absolut betrachtet ist im hier gezeigten Beispielfall der Wert für die OSC-Bewertung am Katalysatorende wesentlich höher als derjenige für die OSC-Bewertung am Katalysatorende für Kohlenwasserstoffe gemäß der Kurve 23, während die OSC-Bewertung für Stickoxide gemäß der Kurve 24 am Katalysatoranfang einen deutlich unterhalb der OSC-Bewertung für Kohlenwasserstoffe am Katalysatoranfang liegenden Wert aufweist.
  • Durch eine Multiplikation des Sauerstoffspeichers über die axiale Position im Katalysator mit der OSC-Bewertung bzw. -Gewichtung (vgl. 3 und 4) kann somit ein Katalysatorbewertungsfaktor bzw. Verschlechterungsfaktor gebildet werden, der jeweils für Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide bzw. die entsprechenden Konvertierungen und Schadstoffarten getrennt auszudrücken ist und als separater Verschlechterungsfaktor für die einzelnen Katalysatoren eine Bewertung der Güte des Katalysatorsystems ermöglicht. Ein Katalysatorbewertungsfaktor bzw. Verschlechterungsfaktor ergibt sich also jeweils anhand der Formel
    Figure 00120001
    wobei f(x) eine Verschlechterungsfunktion für den jeweiligen Katalysator bezeichnet. Selbstverständlich kann aus den unterschiedlichen Katalysatorbewertungsfaktoren abschließend eine Summe gebildet werden, um so ergänzend ein einheitliches Gütekriterium für die Gesamtanlage angeben zu können.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren (9, 10) bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsystem bewertet wird, indem für jeden Katalysator (9, 10) separat wenigstens ein die Verschlechterung des Katalysators (9, 10) in Bezug auf einen entsprechenden neuen Katalysator angebender Verschlechterungsfaktor bestimmt und im Rahmen der Bewertung als separates Bewertungskriterium verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysatorsystem aus einem Vorkatalysator und einem Unterbodenkatalysator bewertet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen ersten Katalysator (9) ein auf die Konvertierung von Kohlenwasserstoffen bezogener Verschlechterungsfaktor und/oder für einen zweiten Katalysator (10) ein auf die Konvertierung von Stickoxiden bezogener Verschlechterungsfaktor bestimmt wird und/oder dass ein auf die Konvertierung von Stickoxiden bezogener Verschlechterungsfaktor als Summe der separaten Verschlechterungsfaktoren für einen ersten und einen zweiten Katalysator (9, 10) gebildet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Verschlechterungsfaktor ein einen diskreten Wert aufweisender Verschlechterungsfaktor und/oder dass als wenigstens ein Verschlechterungsfaktor ein im Hinblick auf die Länge des entsprechenden Katalysators (9, 10) eine kontinuierliche Abhängigkeit aufweisender Verschlechterungsfaktor gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bildung eines im Hinblick auf die Länge des entsprechenden Katalysators (9, 10) eine kontinuierliche Abhängigkeit aufweisenden Verschlechterungsfaktors eine Gewichtung des Verschlechterungsfaktors durchgeführt und der gewichtete Verschlechterungsfaktor als Bewertungskriterium verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Konvertierung von Kohlenwasserstoffen bezogener Verschlechterungsfaktor reziprok zum Abstand von der Stirnfläche des Katalysators (9, 10) gewichtet und/oder ein auf die Konvertierung von Stickoxiden bezogener Verschlechterungsfaktor proportional zur Länge des Katalysators (9, 10) oder derart, dass eine Verschlechterung am Katalysatorende einen geringeren Einfluss hat als eine Verschlechterung am Katalysatoranfang, gewichtet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung in Abhängigkeit von der Verteilung des im Katalysator (9, 10) vorhandenen Sauerstoffspeichers durchgeführt wird, insbesondere in Abhängigkeit vom Betrag und der axialen Verteilung des im Katalysator (9, 10) vorhandenen Sauerstoffspeichers über die Länge des Katalysators (9, 10).
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verschlechterungsfaktor in Abhängigkeit von einer Bestimmung der Wertigkeit unterschiedlicher Bereiche des Katalysators (9, 10) bestimmt wird, insbesondere in Abhängigkeit von einer unter Berücksichtigung des Produkts aus dem Betrag eines im Katalysator (9, 10) vorhandenen Sauerstoffspeichers und der axialen Position bestimmten Wertigkeit eines Bereichs des Katalysators (9, 10).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass gegebenenfalls eine Gewichtung eines Verschlechterungsfaktors in Abhängigkeit von der Verteilung des im Katalysator (9, 10) vorhandenen Sauerstoffspeichers für einen ersten Vorkatalysator und einen zweiten Unterbodenkatalysator getrennt und/oder dass das Verfahren unter Berücksichtigung der Rohemissionen des Motors und/oder einer Kaltstartstrategie und/oder einer verwendeten Kraftstoffart durchgeführt wird.
  10. Mess- und Diagnoseeinrichtung (7), ausgebildet zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug (6) derart, dass für jeden Katalysator (9, 10) separat ein die Verschlechterung des Katalysators (9, 10) in Bezug auf einen entsprechenden neuen Katalysator angebender Verschlechterungsfaktor bestimmbar und im Rahmen der Bewertung als separates Bewertungskriterium verwendbar ist.
DE102007060421A 2007-12-14 2007-12-14 Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung Expired - Fee Related DE102007060421B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007060421A DE102007060421B4 (de) 2007-12-14 2007-12-14 Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007060421A DE102007060421B4 (de) 2007-12-14 2007-12-14 Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007060421A1 true DE102007060421A1 (de) 2009-06-25
DE102007060421B4 DE102007060421B4 (de) 2013-10-31

Family

ID=40689466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007060421A Expired - Fee Related DE102007060421B4 (de) 2007-12-14 2007-12-14 Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007060421B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011010011A1 (de) * 2011-02-02 2012-08-02 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10164164A1 (de) * 2000-12-26 2002-07-18 Toyota Motor Co Ltd Luftkraftstoffverhältnisregelungssystem für einen Verbrennungsmotor und zugehöriges Regelungsverfahren
DE10357887A1 (de) * 2003-11-14 2005-06-16 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102004006992A1 (de) * 2004-02-12 2005-09-01 Volkswagen Ag Diagnoseverfahren zum Bestimmen eines Zustandes eines Katalysatorsystems
DE60018947T2 (de) * 1999-09-21 2006-05-04 Renault S.A.S. Verfahren und vorrichtung zur funktionsüberwachung eines katalysators für eine brennkraftmaschine
DE102005034880A1 (de) * 2005-07-26 2007-02-01 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Abgasreinigungsanlage

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004008172B4 (de) * 2004-02-19 2009-12-31 Audi Ag Verfahren zur Ermittlung des Gütegrads eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges nachgeschalteten Abgas-Katalysators

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60018947T2 (de) * 1999-09-21 2006-05-04 Renault S.A.S. Verfahren und vorrichtung zur funktionsüberwachung eines katalysators für eine brennkraftmaschine
DE10164164A1 (de) * 2000-12-26 2002-07-18 Toyota Motor Co Ltd Luftkraftstoffverhältnisregelungssystem für einen Verbrennungsmotor und zugehöriges Regelungsverfahren
DE10357887A1 (de) * 2003-11-14 2005-06-16 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102004006992A1 (de) * 2004-02-12 2005-09-01 Volkswagen Ag Diagnoseverfahren zum Bestimmen eines Zustandes eines Katalysatorsystems
DE102005034880A1 (de) * 2005-07-26 2007-02-01 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Abgasreinigungsanlage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011010011A1 (de) * 2011-02-02 2012-08-02 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine
DE102011010011B4 (de) * 2011-02-02 2013-02-28 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007060421B4 (de) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017200145B4 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere eines NOx-Speicher-Katalysators sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage und Fahrzeug
EP1426575B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102017217728B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Abgasnachbehandlungssystems eines Dieselmotors und Abgasnachbehandlungssystem
EP1164268B1 (de) Anordnung zur Überwachung eines NOx-Speichers
DE102018126767B4 (de) Verfahren zur Überwachung der Wirksamkeit eines Dreiwegekatalysators eines Ottomotors
DE102018202458A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE102009046433A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage
DE102007022594A1 (de) Diagnoseverfahren für ein in einen Abgasbereich einer Brennkraftmaschine einzubringendes Reagenzmittel und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102016200158A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102012211703A1 (de) Verfahren zur Überprüfung eines Stickoxidsensors
DE102008008985B4 (de) Verfahren zur OSC-basierten Diagnose eines Katalysators
DE102018133184A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor
DE102015221495A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters
DE102015200751A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102007060421B4 (de) Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung
DE102005007830B4 (de) Verfahren zur Diagnose der von einem Abgaskatalysator mit einem Sauerstoffspeicher geleisteten Konvertierung
DE102004008172B4 (de) Verfahren zur Ermittlung des Gütegrads eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges nachgeschalteten Abgas-Katalysators
DE10257059A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Katalysatoreinheiten
DE102007057785B3 (de) Verfahren zur Bestimmung der Verzugszeit einer Sauerstoffsonde zur Messung der Sauerstoffspeicherkapazität eines Katalysators eines Kraftfahrzeugs und zugehörige Messeinrichtung
DE102019206109A1 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit Turbolader zwischen Stickoxid-Speicherkatalysator und Partikelfilter
DE19910336A1 (de) Verfahren zur Überprüfung der Funktion von Katalysatoren in Brennkraftmaschinen
DE102019206114A1 (de) Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einem Turbolader zwischen einem SCR-Katalysator und einem Stickoxid-Speicherkatalysator
DE102022209101B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102023200121B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung
DE102017222885A1 (de) Verfahren in Erwartung der N2O-Bildung nach Oxidation von NH3 bei SDPF

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140201

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee