DE102010028846A1 - Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer - Google Patents

Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer Download PDF

Info

Publication number
DE102010028846A1
DE102010028846A1 DE102010028846A DE102010028846A DE102010028846A1 DE 102010028846 A1 DE102010028846 A1 DE 102010028846A1 DE 102010028846 A DE102010028846 A DE 102010028846A DE 102010028846 A DE102010028846 A DE 102010028846A DE 102010028846 A1 DE102010028846 A1 DE 102010028846A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
scr
nox
efficiency
scr catalyst
reducing agent
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.)
Withdrawn
Application number
DE102010028846A
Other languages
German (de)
Inventor
Arthur Bastoreala
Alexander Franz
Tobias Pfister
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102010028846A priority Critical patent/DE102010028846A1/en
Priority to FR1153940A priority patent/FR2960024B1/en
Publication of DE102010028846A1 publication Critical patent/DE102010028846A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • 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
    • 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
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • 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
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • 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
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1621Catalyst conversion efficiency
    • 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
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1622Catalyst reducing agent absorption capacity or consumption amount
    • 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
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using 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
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Abstract

The method involves reducing nitrogen oxide by a selective catalytic reduction (SCR) catalyzer (32). An aging state of the SCR catalyzer is provided for monitoring amount of reducing agent i.e. ammonia, stored in the SCR catalyzer. Efficiency break-down of the SCR catalyzer is detected during a phase change of the amount of the reducing agent stored in the SCR catalyzer. Temporally increase of a nitrogen oxide flow supplied from the SCR catalyzer is evaluated for closing the aging state of the SCR catalyzer. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program for operating an exhaust system of an internal combustion engine (2) a control and/or regulating device for operating an exhaust system of an internal combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Computerprogramm und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach den nebengeordneten Patentansprüchen.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, and a computer program and a control and / or regulating device according to the independent claims.

Im Stand der Technik sind Abgasanlagen in Kraftfahrzeugen bekannt, welche mit verschiedenen Einrichtungen zur Abgasnachbehandlung ausgerüstet sind, um bestehende Abgasvorschriften zu erfüllen. Die Funktionsfähigkeit solcher Einrichtungen muss während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs mit bordeigenen Mitteln überwacht werden. Im Rahmen einer so genannten ”On-board-Diagnose” (OBD) kann es beispielsweise erforderlich sein, einen SCR-Katalysator (SCR = ”Selective Catalytic Reduction”) zu überwachen und gegebenenfalls als defekt zu erkennen.In the prior art, exhaust systems are known in motor vehicles, which are equipped with various devices for exhaust aftertreatment to meet existing emission regulations. The functionality of such devices must be monitored during on-board operation of the motor vehicle. As part of a so-called "on-board diagnosis" (OBD), it may be necessary, for example, to monitor an SCR catalytic converter (SCR = "Selective Catalytic Reduction") and, if necessary, detect it as defective.

Das Grundprinzip des SCR-Katalysators besteht dann, dass Stickoxidmoleküle (NOx) auf einer Katalysatoroberfläche bei Vorhandensein von Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel zu elementarem Stickstoff reduziert werden. Das Reduktionsmittel wird durch eine Dosiereinrichtung stromaufwärts des SCR-Katalysators bereit gestellt. Die Ermittlung der gewünschten Dosierrate erfolgt in einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung, in der Strategien für den Betrieb und die Überwachung des SCR Katalysators hinterlegt sind.The basic principle of the SCR catalyst then is that nitrogen oxide molecules (NOx) are reduced to elemental nitrogen on a catalyst surface in the presence of ammonia (NH3) as a reducing agent. The reducing agent is provided by a metering device upstream of the SCR catalyst. The determination of the desired metering rate takes place in an electronic control and / or regulating device in which strategies for the operation and monitoring of the SCR catalyst are stored.

Die Überwachung eines SCR-Katalysators kann unter Verwendung von mindestens einem NOx-Sensor erfolgen. Derzeit auf dem Markt erhältliche NOx-Sensoren zeigen eine Querempfindlichkeit für Ammoniak (NH3), das heißt, ein Sensorsignal des NOx-Sensors zeigt nicht nur die jeweilige NOx-Konzentration, sondern ein Summensignal aus der NOx- und der NH3-Konzentration an. Im Falle eines NOx-Sensors, der stromabwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist, kann beispielsweise ein Anstieg des Sensorsignals sowohl auf eine sinkende NOx-Konvertierungsrate (Anstieg der NOx-Konzentration) als auch auf einen Durchbruch von reinem Ammoniak (Anstieg der NH3-Konzentration) hinweisen. Eine direkte Unterscheidung von NOx und NH3 ist somit nicht möglich.The monitoring of an SCR catalyst can be done using at least one NOx sensor. Currently available on the market NOx sensors show a cross sensitivity to ammonia (NH3), that is, a sensor signal of the NOx sensor displays not only the respective NOx concentration, but a sum signal from the NOx and the NH3 concentration. For example, in the case of a NOx sensor located downstream of the SCR catalyst, an increase in the sensor signal may be due both to a decreasing NOx conversion rate (increase in NOx concentration) and breakthrough of pure ammonia (increase in NH3 concentration ) clues. A direct distinction between NOx and NH3 is therefore not possible.

Das Auftreten von Ammoniak hinter dem SCR-Katalysator (so genannter NH3-Schlupf) sollte vermieden werden, weil Ammoniak in hoher Konzentration eine gesundheitsschädliche Wirkung aufweist.The occurrence of ammonia behind the SCR catalyst (so-called NH3 slip) should be avoided because ammonia in a high concentration has a harmful effect.

Derzeit vom Markt bekannte Überwachungsfunktionen ermitteln den Wirkungsgrad einer NOx-Reduktion (NOx-Konvertierungsrate) mit Hilfe je eines NOx-Sensors stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators. Dabei kann der stromaufwärts angeordnete SCR-Katalysator auch durch eine modellbasierte Größe ersetzt sein. Aufgrund der Alterung des SCR-Katalysators nimmt die erreichbare Konvertierungsrate mit steigender Einsatzzeit ab, und entsprechend nehmen die NOx-Emissionen hinter dem SCR-Katalysator zu. Anhand vorgegebener Grenzwerte für eine zulässige NOx-Emission lässt sich ein Schwellwert für den SCR-Wirkungsgrad bestimmen, bei dessen Unterschreitung auf einen Systemfehler der Abgasanlage geschlossen wird.Monitoring functions currently known by the market determine the efficiency of a NOx reduction (NOx conversion rate) with the aid of one NOx sensor each upstream and downstream of the SCR catalytic converter. In this case, the upstream SCR catalytic converter can also be replaced by a model-based variable. Due to the aging of the SCR catalyst, the achievable conversion rate decreases with increasing service life, and accordingly the NOx emissions behind the SCR catalyst increase. Based on preset limit values for a permissible NOx emission, it is possible to determine a threshold value for the SCR efficiency, below which a system fault of the exhaust gas system is concluded.

Das derzeit übliche Vorgehen besteht darin, dass die NOx-Emissionen stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators über einen vorgebbaren Zeitraum integriert werden und aus den so ermittelten NOx-Massen der erreichte SCR-Wirkungsgrad als Vergleichswert gebildet wird. Der Vergleich des SCR-Wirkungsgrades mit einem definierbaren Schwellwert dient der Einstufung des SCR-Katalysators hinsichtlich seiner Funktionstüchtigkeit. Häufig ist dabei vorgesehen, die Integration nur während stationärer Fahrbedingungen durchzuführen, während derer ein schwankendes NOx-Signal vor dem SCR-Katalysator (NOx-Spitzen) nicht zu erwarten ist, und anschließend einen Vergleichswert zu ermitteln.The current procedure is to integrate the NOx emissions upstream and downstream of the SCR catalytic converter over a predefined period of time and to calculate the SCR efficiency achieved from the NOx masses determined as a comparison value. The comparison of the SCR efficiency with a definable threshold serves to classify the SCR catalyst in terms of its functionality. Often it is intended to perform the integration only during stationary driving conditions during which a fluctuating NOx signal before the SCR catalyst (NOx peaks) is not expected, and then to determine a comparison value.

Damit kann die Funktionstüchtigkeit des SCR-Katalysators in Bezug auf eine durchschnittliche NOx-Konvertierung ausreichend beurteilt werden, wobei es jedoch möglich ist, dass bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende und vom SCR-Katalysator eventuell nicht mehr bewältigte NOx-Spitzen unentdeckt bleiben.Thus, the performance of the SCR catalyst can be sufficiently evaluated with respect to an average NOx conversion, but it is possible that NOx peaks occurring in a dynamic operation of the internal combustion engine and may no longer be managed by the SCR catalyst remain undetected.

Die DE 10 2007 040 439 A1 beschreibt eine Überwachungsstrategie für einen SCR-Katalysator, bei der eine NH3-Speicherfähigkeit des-SCR-Katalysators ermittelt wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Fähigkeit des Katalysators, NH3 zu adsorbieren (NH3-Speicherfähigkeit), als Merkmal für die Alterung oder Schädigung des Katalysators verwendet werden kann. Bei dieser Strategie wird der SCR-Katalysator zunächst durch eine überstöchiometrische Reduktionsmitteldosierung (Überdosierung) bis zur maximal erreichbaren NH3-Speicherfähigkeit mit Reduktionsmittel befüllt, um einen definierten Ausgangspunkt für eine Diagnose zu erreichen. Das Erreichen der maximalen Speicherfähigkeit wird durch ein Durchbrechen von Ammoniak durch den SCR Katalysator erkannt (NH3-Schlupf), was aufgrund der Querempfindlichkeit des NOx-Sensors für NH3 indirekt messbar ist.The DE 10 2007 040 439 A1 describes a monitoring strategy for an SCR catalyst in which a NH3 storage capability of the SCR catalyst is determined. Namely, it has been found that the ability of the catalyst to adsorb NH3 (NH3 storage ability) can be used as a characteristic for aging or deterioration of the catalyst. In this strategy, the SCR catalyst is first filled with reductant by a superstoichiometric reductant dosage (overdose) to the maximum achievable NH3 storage capability to provide a defined starting point for diagnosis to reach. Achieving the maximum storage capacity is detected by the breakthrough of ammonia by the SCR catalyst (NH3 slip), which is indirectly measurable due to the cross sensitivity of the NOx sensor for NH3.

Anschließend wird die Reduktionsmitteldosierung gegenüber einer Normaldosierung vermindert (Unterdosierung) oder ganz ausgeschaltet, so dass die im SCR-Katalysator gespeicherte NH3-Masse durch NOx-Reduktion allmählich wieder abgebaut wird (so genannter Entleertest). Durch die Ermittlung des SCR-Wirkungsgrades oder anderer von der NOx-Konvertierungsrate abhängiger Größen während des Entleertests kann die nutzbare NH3-Speicherfähigkeit indirekt ermittelt werden, da bei einer geringeren gespeicherten NH3-Masse eine geringere NOx-Masse an der Katalysatorüberfläche konvertiert werden kann.Subsequently, the reducing agent dosage compared to a normal dosage is reduced (underdosing) or completely off, so that the stored in the SCR catalyst NH3 mass is gradually reduced by NOx reduction again (so-called emptying test). By determining the SCR efficiency or other NOx conversion rate dependent variables during the purge test, the useful NH3 storage capability may be indirectly determined because a lower amount of NH3 stored can convert a lower NOx mass at the catalyst surface.

Während eines solchen Entleertests können jedoch durch die Reduzierung des Reduktionsmittelangebots erhöhte NOx-Emissionen entstehen. Außerdem ist für eine so genannte Konditionierung des SCR-Katalysators mittels Anfüllen des NH3-Speichers bis zur maximalen Speicherfähigkeit ein Überschreiten der NH3-Schlupfgrenze erforderlich, wobei unerwünschtes Ammoniak an die Umwelt abgegeben wird. Deshalb wird dieses „aktive” – weil in die Reduktionsmitteldosierung eingreifende – Verfahren nur dann angewendet, wenn mit Hilfe einer „passiven” Überwachung der NOx-Konvertierungsrafe die geforderte Überwachungsgenauigkeit nicht erreicht werden kann.During such an emptying test, however, reduction of the reducing agent supply can lead to increased NOx emissions. In addition, for a so-called conditioning of the SCR catalyst by filling the NH3 memory to the maximum storage capacity, an exceeding of the NH3 slip limit is required, whereby unwanted ammonia is released to the environment. Therefore, this "active" - because in the Reduktionsmitteldosierung intervening - method is only applied if the required monitoring accuracy can not be achieved by means of a "passive" monitoring of the NOx conversion penalty.

Um die Funktionstüchtigkeit von SCR-Katalysatoren eindeutiger ermitteln zu können, werden nach dem Stand der Technik so genannte Plausibilisierungsfunktionen unter bestimmten Überwachungsbedingungen durchgeführt. Im Bereich der Abgasnachbehandlung werden hierfür Überwachungen häufig auf bestimmte Wertebereiche für eine oder mehrere modellierte oder ermittelte Größen begrenzt. Dazu seien folgende Größen beispielhaft benannt: Abgasmassenstrom, Abgasvolumenstrom, Abgastemperatur an einer beliebigen Stelle, Betriebspunkt (Drehzahl, Einspritzmenge), Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungsdruck, Umgebungstemperatur, NOx-, PM-, HC-, CO-, 02-Signale, AGR-Rate, Motorbetriebsart, Motorstatus, Motorlaufzeit, und/oder Motorstandzeit.In order to determine the functionality of SCR catalysts more clearly, so-called plausibility functions are carried out under certain monitoring conditions according to the prior art. In the field of exhaust gas aftertreatment, monitoring is frequently limited to specific value ranges for one or more modeled or determined variables. The following quantities are named as examples: exhaust gas mass flow, exhaust gas volume flow, exhaust gas temperature at any point, operating point (rotational speed, injection quantity), vehicle speed, ambient pressure, ambient temperature, NOx, PM, HC, CO, O 2 signals, EGR rate, Engine operating mode, engine status, engine runtime, and / or engine life.

Bei der Diagnose eines SCR-Katalysators werden zusätzlich weitere Größen verwendet, welche nachfolgend beispielhaft benannt seien: Status der HNOx-Sensoren, Ist- und Sollfüllstand des Reduktionsmittels (NH3) im Katalysator, Regelabweichung eines NH3-Füllstandsreglers, Status einer Reduktionsmittel-Dosiereinrichtung, Status/Modus einer Dosiermengen-Vorsteuerung, Adaptionsfaktor (Korrekturfaktor für eine Reduktionsmittel-Dosiermenge), Status einer Dosiermengenadaption, Status einer DPF-Regeneration, DPF Regenerationsanforderungszahl, und/oder Status einer Kohlenwasserstoff-Vergiftung (HC).In the diagnosis of an SCR catalyst, additional variables are used, which are named below by way of example: status of the HNOx sensors, actual and desired level of the reducing agent (NH3) in the catalyst, control deviation of an NH3 level controller, status of a reducing agent metering device, status Dose Rate Feedforward Mode, Adaptation Factor (Reduction Agent Dose Adjustment Factor), Dose Rate Adaptation Status, DPF Regeneration Status, DPF Regeneration Request Number, and / or Hydrocarbon Poisoning (HC) Status.

Darüber hinaus werden Überwachungen aus dem gleichen Grund häufig unter (quasi)stationären Bedingungen durchgeführt, die anhand einer oder mehrerer der oben genannten Größen bestimmt werden.In addition, monitoring for the same reason is often performed under (quasi) steady state conditions determined by one or more of the above variables.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und ein Computerprogramm nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.The problem underlying the invention is solved by a method according to claim 1 and by a control and / or regulating device and a computer program according to the independent claims. Advantageous developments are specified in subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass der Alterungszustand eines SCR-Katalysators in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine auch in Bezug auf die Konvertierung einzelner und gegenüber einem Durchschnittswert erhöhter Anteile von NOx (Stickoxiden) im Abgas bewertet werden kann, dass also instationäre bzw. dynamische Betriebsbedingungen berücksichtigt werden. Darüber hinaus hat das Verfahren, den Vorteil, dass ein auf eine voran gegangene Erhöhung eines Reduktionsmittels (NH3, also Ammoniak) folgender so genannter Entleertest gegebenenfalls entbehrlich sein kann.The inventive method has the advantage that the aging state of an SCR catalyst in an exhaust system of an internal combustion engine can also be evaluated with respect to the conversion of individual and compared to an average value of increased levels of NOx (nitrogen oxides) in the exhaust gas, that is transient or dynamic Operating conditions are taken into account. In addition, the method has the advantage that a so-called emptying test following a previous increase in a reducing agent (NH 3, ie ammonia) may possibly be dispensable.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass SCR-Katalysatoren während ihrer Betriebsdauer mehr oder weniger kontinuierlich altern, wobei häufig ein durchschnittlicher NOx-Anteil im Abgas noch ausreichend konvertiert werden kann, jedoch zeitweise Erhöhungen des dem SCR-Katalysator zugeführten NOx-Stroms nicht mehr bewältigt werden können, es also im dynamischen Betrieb zu NOx-Durchbrüchen kommt. Dies wird für die erfindungsemäße Diagnose ausgenutzt. Daher wird die Menge des dem SCR-Katalysator als Reduktionsmittel zugeführten Ammoniaks verändert, vorzugsweise so erhöht, dass der Ammoniak nicht vollständig für die Konvertierung verbraucht und statt, dessen entsprechend der alterungsabhängigen NH3-Speicherfähigkeit ein bestimmter Anteil des Ammoniaks in der aktiven Oberfläche des SCR-Katalysators zumindest vorübergehend gespeichert wird. Die Menge des im SCR-Katalysator gespeicherten Ammoniaks wird also erhöht. Zugleich wird erfindungsgemäß mindestens eine aktuell vorhandene Erhöhung des NOx Stroms (so genannte NOx-Spitze) stromaufwärts des SCR-Katalysators ausgenutzt, oder es wird eine solche ganz bewusst herbeigeführt. Daraus folgend wird für die NOx-Spitze ein SCR-Wirkungsgrad des SCR-Katalysators ermittelt und dessen zeitlicher Verlauf ausgewertet. Der SCR Wirkungsgrad des Katalysators wird jeweils ermittelt aus dem Verhältnis des NOx-Anteils im Abgas vor und nach dem SCR-Katalysator.The invention is based on the consideration that SCR catalysts age more or less continuously during their service life, whereby frequently an average proportion of NOx in the exhaust gas can still be sufficiently converted, but at times no longer increases the NOx flow supplied to the SCR catalyst can be handled, so it comes in dynamic operation to NOx breakthroughs. This is utilized for the diagnosis according to the invention. Therefore, the amount of ammonia fed to the SCR catalyst as a reducing agent is changed, preferably increased so that the ammonia does not completely consumed for the conversion and instead of which, according to the aging-dependent NH3 storage capacity, a certain proportion of the ammonia in the active surface of the SCR catalyst is at least temporarily stored. The amount of ammonia stored in the SCR catalyst is thus increased. At the same time, according to the invention, at least one currently existing increase in the NOx flow (so-called NOx peak) upstream of the SCR catalytic converter is utilized, or such is deliberately brought about. As a result, an SCR efficiency of the SCR catalytic converter is determined for the NOx peak and its time course is evaluated. The SCR efficiency of the catalyst is determined in each case from the ratio of the proportion of NOx in the exhaust gas before and after the SCR catalytic converter.

Nachfolgend werden die Begriffe ”SCR-Wirkungsgrad” und ”Wirkungsgrad”, beziehungsweise – wie weiter unten benutzt – ”normierter SCR-Wirkungsgradverlust” und ”normierter Wirkungsgradverlust”, synonym verwendet.The terms "SCR efficiency" and "efficiency" or, as used below, "standardized SCR efficiency loss" and "normalized efficiency loss" are used synonymously.

Aus dem so bestimmten Wirkungsgrad wird ein Wirkungsgradeinbruch ermittelt, indem ein Bezug zu einem Wirkungsgrad erfolgt, wie er – unter sonst vergleichbaren Bedingungen während der Zuführung des Reduktionsmittels – ohne die Anwesenheit der zeitweisen Erhöhungen des NOx-Stroms ermittelt werden kann. Der Wirkungsgradeinbruch wiederum wird nun als ein Maß verwendet, um auf den Alterungszustand des SCR Katalysators zu schließen.From the thus determined efficiency, a break in efficiency is determined by reference to an efficiency, as it - under otherwise comparable conditions during the supply of the reducing agent - can be determined without the presence of the temporary increases in NOx flow. In turn, the efficiency break is now used as a measure to infer the aging state of the SCR catalyst.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Gradient des Wirkungsgrads erfasst und für die Bestimmung des Alterungszustands des SCR-Katalysators ausgewertet wird. Damit kann beispielsweise ein Wirkungsgradeinbruch als Folge einer einzelnen Erhöhung des NOx-Stroms bewertet und dazu wie folgt vorgegangen werden:

  • (a) Es wird ein zeitlicher Verlauf einer NOx-Spitze und des zugehörigen SCR-Wirkungsgrads ermittelt.
  • (b) Deren Änderungen über der Zeit werden mittels folgender Formel zu einem normierten SCR-Wirkungsgradverlust (SEL = ”Scaled Efficiency Loss”) zusammengefasst:
    Figure 00060001
    der Zähler die Summe von aufeinander folgenden Teilbeiträgen einer zeitlichen Ableitung (Gradient) des Wirkungsgrads darstellt; und
der Nenner die Summe von aufeinander folgenden Teilbeiträgen einer zweiten zeitlichen Ableitung der NOx-Masse, des NOx-Massenstroms darstellt.Furthermore, it is proposed that a gradient of the efficiency is detected and evaluated for the determination of the aging state of the SCR catalyst. Thus, for example, a break in efficiency can be evaluated as a result of a single increase in the NOx flow and proceed as follows:
  • (a) A time course of a NOx peak and the associated SCR efficiency is determined.
  • (b) Their changes over time are summarized using the following formula to a normalized SCR loss of efficiency (SEL = "Scaled Efficiency Loss"):
    Figure 00060001
    the counter represents the sum of successive partial contributions of a time derivative (gradient) of the efficiency; and
the denominator represents the sum of successive sub-contributions of a second time derivative of the NOx mass, the NOx mass flow.

Diese Formel eignet sich vorteilhaft für eine praktische Realisierung, da durch die zeitliche Ableitung des Wirkungsgrads dessen konstanter Anteil entfällt, so dass nach der anschließenden Summierung nur der durch die jeweilige NOx-Spitze verursachte Beitrag des Wirkungsgrads übrig bleibt.This formula is advantageously suitable for a practical realization, since the time derivative of the efficiency eliminates its constant component, so that after the subsequent summation, only the contribution of the efficiency caused by the respective NOx peak remains.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Quotient SEL = (∫ηSCR dt)/(∫(dmNox/dt)dt) gebildet wird, wobei ηSCR = SCR-Wirkungsgrad und dmNox/dt = NOx-Massenstrom, und dass auf einen ordnungsgemäßen SCR-Katalysator geschlossen wird, wenn der Quotient SEL einen unteren Grenzwert mindestens erreicht oder unterschreitet, wobei der untere Grenzwert eine minimal erforderliche Reduktionsmittelspeicherfähigkeit des SCR-Katalysators charakterisiert.Furthermore, it is proposed that a quotient SEL = (∫η SCR dt) / (∫ (dm Nox / dt) dt) where η is SCR = SCR efficiency and dm is Nox / dt = NOx mass flow and that a proper SCR catalyst is closed when the quotient SEL reaches or falls below a lower limit, the lower limit being a minimum required Reductant storage capability of the SCR catalyst characterized.

Zusammen mit der oben beschriebenen Summenformel kann der normierte Wirkungsgradverlust auch angegeben werden als:

Figure 00070001
Together with the molecular formula described above, the normalized loss of efficiency can also be stated as:
Figure 00070001

Damit kann eine Auswertung einzelner NOx-Spitzen erfolgen. Wenn die ermittelten Werte während einer erhöhten Zuführung des Reduktionsmittels (”Überdosierphase”) immer kleiner werden, so ist dieses ein Indikator für die Menge des im SCR-Katalysator gespeicherten Reduktionsmittels, also des Ammoniaks. Da das maximal mögliche Reduktionsmittelangebot mit der NH3-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators korreliert, kann eine untere Grenze für den normierten Wirkungsgradverlust definiert werden, unterhalb derer der SCR-Katalysator als ordnungsgemäß – also brauchbar – eingestuft werden kann.This can be used to evaluate individual NOx peaks. If the determined values become ever smaller during an increased supply of the reducing agent ("overdosage phase"), this is an indicator of the amount of reducing agent stored in the SCR catalyst, ie of the ammonia. Since that maximum available reductant supply correlates with the NH3 storage capacity of the SCR catalyst, a lower limit for the normalized loss of efficiency can be defined, below which the SCR catalyst can be classified as proper - so useful -.

Ergänzend sieht das Verfahren vor, dass der SCR-Wirkungsgrad aus einer Konvertierungsrate von NOx in N2 ermittelt Abbau-Produkt der Stickoxide in gasförmigen Stickstoff als Maß für die Funktionsfähigkeit des SCR-Katalysators verwendet werden.In addition, the method provides that the SCR efficiency from a conversion rate of NOx in N 2 determined degradation product of nitrogen oxides in gaseous nitrogen used as a measure of the functioning of the SCR catalyst.

Das Verfahren ist besonders aussagekräftig, wenn während einer Phase der Veränderung der Menge des im SCR-Katalysator gespeicherten Reduktionsmittels mehrere vorzugsweise aufeinander folgende Wirkungsgradeinbrüche des SCR-Katalysators bei einer entsprechenden Mehrzahl von zeitweisen Erhöhungen des dem SCR-Katalysator zugeführten NOx-Stroms erfasst und ausgewertet werden und ein Verlauf der Verringerung der Wirkungsgradeinbrüche bei der Bewertung des Alterungszustands verwendet wird. Beispielsweise steigt die Menge des zugeführten bzw. in dem SCR-Katalysator gespeicherten Reduktionsmittels rampenförmig bis zu einem individuellen alterungsabhängigen Speichervermögen an. Dabei kann das Verfahren mittels der aufeinander folgenden NOx-Spitzen und der zugehörigen Wirkungsgradeinbrüche diese Grenze vergleichsweise schnell und sicher ermitteln und hieraus die Brauchbarkeit des SCR-Katalysators bewerten.The method is particularly meaningful if, during a phase of changing the amount of reducing agent stored in the SCR catalyst, a plurality of preferably successive efficiency dips of the SCR catalyst are detected and evaluated with a corresponding plurality of temporary increases in the NOx flow supplied to the SCR catalyst and a course of reduction in efficiency drops is used in the assessment of the aging condition. For example, the amount of reductant supplied or stored in the SCR catalyst ramps up to an individual age-dependent storage capacity. In this case, the method can determine this limit comparatively quickly and reliably by means of the successive NOx peaks and the associated efficiency dips, and from this evaluate the usefulness of the SCR catalytic converter.

Ergänzend dazu ist vorgesehen, dass – während einer Phase der Veränderung der Menge des im SCR-Katalysator gespeicherten Reduktionsmittels – aus dem Verlauf der Verringerung der Wirkungsgradeinbrüche oder einer entsprechenden Größe, oder aus dem Absolutwert des erfassten Wirkungsgradeinbruchs oder einer entsprechenden Größe das Erreichen einer Sättigung des SCR-Katalysators mit dem Reduktionsmittel vorhergesagt wird. Damit kann die Sättigung – also die Speicherfähigkeit – des SCR-Katalysators ohne Erreichen der mit der Alterung des SCR-Katalysators korrelierten Sättigungsgrenze und ohne das hiermit verbundene Durchbrechen von Ammoniak ermittelt werden.In addition, it is provided that - during a phase of the change of the amount of the reducing agent stored in the SCR catalyst - from the course of the reduction of the efficiencies or a corresponding size, or from the absolute value of the detected efficiency break or a corresponding size reaching a saturation of the SCR catalyst is predicted with the reducing agent. Thus, the saturation - ie the storage capacity - of the SCR catalyst can be determined without reaching the saturation limit correlated with the aging of the SCR catalyst and without the ammonia breakthrough associated therewith.

Weiterhin berücksichtigt das Verfahren, dass die Sensibilität einer Überwachung auf einen Durchbruch von Reduktionsmittel durch den SCR-Katalysator erhöht wird, wenn aus der Auswertung des Verlaufs oder des Absolutwerts oder der entsprechenden Größen auf das baldige Erreichen einer Sättigung geschlossen werden kann. Dadurch kann vermieden werden, dass größere Mengen des Reduktionsmittels den Katalysator ungenutzt durchströmen und die Abgasanlage der Brennkraftmaschine verlassen. Dadurch wird die Umweltbelastung reduziert. Der Durchbruch des Reduktionsmittels wird auch als ein NH3-Schlupf bezeichnet.Furthermore, the method takes into account that the sensitivity of monitoring for a breakthrough of reducing agent by the SCR catalytic converter is increased when it can be concluded from the evaluation of the curve or the absolute value or the corresponding variables on the early achievement of a saturation. As a result, it can be avoided that larger amounts of the reducing agent flow through the catalyst unused and leave the exhaust system of the internal combustion engine. This reduces the environmental impact. The breakthrough of the reducing agent is also referred to as NH3 slip.

Das Verfahren arbeitet besser, wenn die Wirkungsgradeinbrüche abhängig von mindestens einer der nachfolgenden Größen bewertet werden:

  • – Wirkungsgradeinbruch nach einer zeitlich vorangehenden NOx-Spitze;
  • – Wirkungsgradeinbruch nach einer zeitlich nachfolgenden NOx-Spitze;
  • – Referenzwerte des Wirkungsgrades, die einem vergleichbaren Betriebszustand der Abgasanlage ohne zeitweise Erhöhung des Stickoxidanteils entsprechen;
  • – mindestens ein vorgegebener Schwellwert und/oder Sollwert;
  • – eine zugeführte Menge des Reduktionsmittels;
  • – eine Dauer der Zuführung des Reduktionsmittels; und/oder
  • – ein aktueller Anteil des Reduktionsmittels.
The procedure works better if the efficiency dips are evaluated depending on at least one of the following quantities:
  • - efficiency break after a preceding NOx peak;
  • - Efficiency break after a temporally following NOx peak;
  • - Reference values of the efficiency corresponding to a comparable operating condition of the exhaust system without a temporary increase in the nitrogen oxide content;
  • At least one predetermined threshold value and / or setpoint value;
  • An added amount of the reducing agent;
  • A duration of supply of the reducing agent; and or
  • - a current proportion of the reducing agent.

Damit können vorteilhaft mehrere einzelne Wirkungsgradeinbrüche zusammen ausgewertet werden und somit das Verfahren sicherer und genauer arbeiten.In this way, it is advantageously possible to evaluate a plurality of individual efficiency dips together, thus making the method safer and more accurate.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die wenigstens zeitweise Erhöhung des dem SCR-Katalysator zugeführten NOx-Stroms gezielt herbeigeführt wird, insbesondere indem eine Abgasrückführung der Abgasanlage verändert wird. Damit kann unabhängig von einer Betriebssituation der Brennkraftmaschine das Verfahren gezielt durchgeführt werden, vor allem dann, wenn über eine längere Zeit keine NOx-Spitzen im Abgas auftreten. Durch eine wenigstens zeitweise Veränderung der Abgasrückführung, beispielsweise mittels einer Verstellung eines Abgasrückführventils, können NOx-Spitzen in passender Anzahl, Stärke und Dauer künstlich erzeugt werden.An embodiment of the method provides that the at least temporary increase of the NOx stream supplied to the SCR catalytic converter is brought about in a targeted manner, in particular by changing an exhaust gas recirculation of the exhaust gas system. Thus, regardless of an operating situation of the internal combustion engine, the method can be carried out selectively, especially when no NOx peaks in the exhaust gas occur over a long time. By an at least temporary change in the exhaust gas recirculation, for example by means of an adjustment of an exhaust gas recirculation valve, NOx peaks can be generated artificially in the appropriate number, strength and duration.

Die Genauigkeit des Verfahrens kann erhöht werden, wenn es nur durchgeführt wird, wenn mindestens eine der folgenden Größen sich in einem jeweils vorgegebenen Wertebereich befindet:

  • – ein Abgasmassenstrom;
  • – ein Abgasvolumenstrom;
  • – eine Abgastemperatur;
  • – eine Fahrzeuggeschwindigkeit;
  • – ein Umgebungsdruck;
  • – eine Umgebungstemperatur;
  • – ein Anteil von Stickoxid, Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid, PM oder Sauerstoff des Abgases;
  • – eine Dosierrate des Reduktionsmittels;
  • – ein Temperaturgradient der Abgasanlage;
  • – eine Abgasrückführrate; und/oder
  • – eine Drehzahl, eine Einspritzmenge, eine Betriebsart, ein Betriebszustand, eine Laufzeit und/oder eine Standzeit der Brennkraftmaschine.
The accuracy of the method can be increased if it is carried out only if at least one of the following variables is in a given value range:
  • An exhaust gas mass flow;
  • An exhaust gas volume flow;
  • An exhaust gas temperature;
  • A vehicle speed;
  • An ambient pressure;
  • - an ambient temperature;
  • A proportion of nitrogen oxide, hydrocarbon, carbon monoxide, PM or oxygen of the exhaust gas;
  • A metering rate of the reducing agent;
  • A temperature gradient of the exhaust system;
  • An exhaust gas recirculation rate; and or
  • - A speed, an injection quantity, an operating mode, an operating condition, a running time and / or a service life of the internal combustion engine.

Durch die Eingrenzung verschiedener auf die Brennkraftmaschine oder die Abgasanlage einwirkender Größen auf vorgegebene Wertebereiche kann deren Einfluss auf die Ermittlung des SCR-Wirkungsgrads vermindert werden. Dadurch wird die Genauigkeit des Verfahrens verbessert.By limiting various variables acting on the internal combustion engine or the exhaust gas system to predetermined value ranges, their influence on the determination of the SCR efficiency can be reduced. This improves the accuracy of the method.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:

1 ein Schema einer Brennkraftmaschine und einer Abgasanlage; 1 a schematic of an internal combustion engine and an exhaust system;

2 ein Zeitdiagramm eines Wirkungsgrads eines SCR-Katalysators während einer NH3-Überdosierphase; 2 a time chart of an efficiency of an SCR catalyst during a NH3 overdosage phase;

3 ein Zeitdiagramm des Wirkungsgrads des SCR-Katalysators; zusammen mit einem NOx-Anteil des Abgases vor dem SCR-Katalysator, zusammen mit einer gespeicherten NH3-Menge in dem SCR-Katalysator, und zusammen mit einem normierten Wirkungsgradverlust des SCR-Katalysators; 3 a timing chart of the efficiency of the SCR catalyst; along with a NOx fraction of the exhaust gas upstream of the SCR catalyst, along with a stored amount of NH3 in the SCR catalyst, and along with a normalized efficiency loss of the SCR catalyst;

4 ein Zeitdiagramm mit Beispielen zur Auswertung von NOx-Spitzen im Abgas; und 4 a time chart with examples for the evaluation of NOx peaks in the exhaust gas; and

5 ein Zeitdiagramm des Wirkungsgrads des SCR-Katalysators zusammen mit einem Zählerstand zur Auswertung einer NH3-Schlupferkennung. 5 a timing diagram of the efficiency of the SCR catalyst together with a count for the evaluation of a NH3-Schlupferkennung.

Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.

1 zeigt im unteren Bereich der Zeichnung ein vereinfachtes Schema einer Abgasanlage 10 eines Kraftfahrzeugs. Oberhalb der Abgasanlage 10 ist eine Brennkraftmaschine 12 symbolisch dargestellt, die über eine Rohrverbindung 14. Abgas in die Abgasanlage 10 einströmt. Eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 mit einem darauf ablaufenden Computerprogramm 18 ist über ankommende und abgehende Steuerleitungen 20 und 22 mit der Brennkraftmaschine 12 sowie über ankommende und abgehende Steuerleitungen 24 und 26 mit Komponenten der Abgasanlage 10 verbunden. Die Verbindungen sind in der Zeichnung lediglich angedeutet und nicht ausführlich dargestellt. 1 shows in the lower part of the drawing a simplified scheme of an exhaust system 10 of a motor vehicle. Above the exhaust system 10 is an internal combustion engine 12 symbolically represented by a pipe connection 14 , Exhaust gas in the exhaust system 10 flows. A control and / or regulating device 16 with a computer program running on it 18 is about incoming and outgoing control lines 20 and 22 with the internal combustion engine 12 as well as incoming and outgoing control lines 24 and 26 with components of the exhaust system 10 connected. The compounds are merely indicated in the drawing and not shown in detail.

In der Abgasanlage 10 wird das Abgas im Wesentlichen von links nach rechts durchgeleitet und aufbereitet. Vorliegend handelt es sieh um die Abgasanlage 10 eines Dieselkraftfahrzeugs. Die Abgasanlage 10 weist dazu in Flussrichtung des Abgases einen Diesel-Oxidationskatalysator 28, einen Dieselpartikelfilter 30 eine Zuführeinrichtung 31 für harnstoffbasierte Zusätze (”Additive”), und einen SCR-Katalysator 32 auf (SCR bedeutet ”selective catalytic reduction”). Stromaufwärts des Diesel-Oxidationskatalysators 28 ist eine Lambdasonde 34 im Abgasstrom angeordnet. Stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators 32 sind je ein NOx-Sensor 36 im Abgasstrom angeordnet. Des weiteren weist die Abgasanlage 10 vorliegend fünf Temperatursensoren 38 auf.In the exhaust system 10 the exhaust gas is passed through substantially from left to right and prepared. In the present case it concerns the exhaust system 10 a diesel vehicle. The exhaust system 10 has in the flow direction of the exhaust gas a diesel oxidation catalyst 28 , a diesel particulate filter 30 a feeder 31 for urea-based additives ("additives"), and an SCR catalyst 32 on (SCR means "selective catalytic reduction"). Upstream of the diesel oxidation catalyst 28 is a lambda sensor 34 arranged in the exhaust stream. Upstream and downstream of the SCR catalyst 32 are each a NOx sensor 36 arranged in the exhaust stream. Furthermore, the exhaust system 10 in this case, five temperature sensors 38 on.

Die Temperatursensoren 38, die Lambda-Sonde 34 und die NOx-Sensoren 36 sind mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 elektrisch über die ankommenden und abgehenden Leitungen 24 und 26 verbunden. Dies ist in der Zeichnung der 1 jedoch nicht einzeln dargestellt. Die Lambdasonde 34 erfasst im Betrieb der Brennkraftmaschine 12 die Sauerstoffkonzetration im Abgas. Die NOx-Sensoren 36 erfassen einen NOx-Anteil (Stickoxid-Anteil) im Abgas jeweils vor und hinter dem SCR-Katalysator 32 und sind somit geeignet, die Funktionsfähigkeit des SCR-Katalysators 32 zu überwachen und insbesondere einen so genannten SCR-Wirkungsgrad zu ermitteln. Über die Zuführeinrichtung 31 kann ein Reduktionsmittel (Ammoniak) in das Abgas eingebracht werden. Nachfolgend wird der Begriff ”SCR-Wirkungsgrad” auch kurz als ”Wirkungsgrad” bezeichnet und der Begriff ”SCR-Katalysator” vereinfachend als ”Katalysator” bezeichnet.The temperature sensors 38 , the lambda probe 34 and the NOx sensors 36 are with the control and / or regulating device 16 electrically via the incoming and outgoing lines 24 and 26 connected. This is in the drawing of 1 but not shown individually. The lambda probe 34 detected during operation of the internal combustion engine 12 the oxygen concentration in the exhaust gas. The NOx sensors 36 detect a proportion of NOx (nitrogen oxide fraction) in the exhaust gas before and after the SCR catalytic converter 32 and are thus suitable, the functionality of the SCR catalyst 32 to monitor and in particular a so-called To determine SCR efficiency. About the feeder 31 For example, a reducing agent (ammonia) can be introduced into the exhaust gas. Hereinafter, the term "SCR efficiency" is also referred to as "efficiency" and the term "SCR catalyst" is referred to simply as "catalyst".

Es versteht sich, dass die 1 nur beispielhaft ist und dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf Dieselmotoren beschränkt ist, sondern ebenso auf Ottomotoren und sonstige vergleichbare Brennkraftmaschinen 12 bzw. auf deren Abgasanlagen 10 anwendbar ist.It is understood that the 1 is only exemplary and that the inventive method is not limited to diesel engines, but also to gasoline engines and other comparable internal combustion engines 12 or on their exhaust systems 10 is applicable.

2 zeigt einen ersten Wirkungsgrad 50 eines neuen SCR-Abgaskatalysators (Katalysator) zusammen mit einem zweiten Wirkungsgrad 52 eines alten (das heißt lange gebrauchten) Katalysators, und zusammen mit einer NH3-Beladung 54 des Katalysators 32 über der Zeit t. Unter NH3-Beladung wird der Vorgang einer Speicherung des Reduktionsmittels auf einer aktiven Oberfläche des Katalysators 32 verstanden. NH3 ist die chemische Formel für Ammoniak. 2 shows a first efficiency 50 a new SCR catalytic converter (catalyst) together with a second efficiency 52 an old (that is long-used) catalyst, and along with a NH3 loading 54 of the catalyst 32 over time t. Under NH3 loading, the process of storing the reducing agent on an active surface of the catalyst 32 Understood. NH3 is the chemical formula for ammonia.

Für den ersten Wirkungsgrad 50 ist ein durchschnittlicher Wirkungsgrad 56 eines neuen Katalysators angegeben, für den zweiten Wirkungsgrad 52 ist ein durchschnittlicher Wirkungsgrad 58 eines alten Katalysators angegeben, und für die NH3-Beladung 54 ist eine maximale Speicherfähigkeit 60 angegeben. Diese sind in der 2 auch durch waagerechte gestrichelte Linien dargestellt. Ebenso ist ein Unterschied 57 sowie ein Grenzwert 59 zwischen dem durchschnittlichen Wirkungsgrad 56 und dem durchschnittlichen Wirkungsgrad 58 in der Zeichnung eingetragen.For the first efficiency 50 is an average efficiency 56 of a new catalyst, for the second efficiency 52 is an average efficiency 58 of an old catalyst, and for NH3 loading 54 is a maximum storage capacity 60 specified. These are in the 2 also represented by horizontal dashed lines. Likewise, there is a difference 57 as well as a limit 59 between the average efficiency 56 and the average efficiency 58 entered in the drawing.

Weiterhin sind für den ersten Wirkungsgrad 50 eine erste Größe 62 und für dem zweiten Wirkungsgrad 52 eine zweite Größe 64 angegeben, welche jeweils einen sog. NH3-Schlupf charakterisieren. Die NH3-Beladung 54 weist im Diagramm einen Anfangswert 66, einen Spitzenwert 68 zu einem Zeitpunkt t1 und einen Endwert 70 auf. Entsprechend beschreibt der Zeitraum vor dem Zeitpunkt t1 eine Überdosierphase und der Zeitraum nach dem Zeitpunkt t1 eine Entleerphase der NH3-Beladung 54 im Katalysator 32.Furthermore, for the first efficiency 50 a first size 62 and for the second efficiency 52 a second size 64 indicated, each of which characterize a so-called NH3-slip. The NH3 loading 54 indicates an initial value in the diagram 66 , a peak 68 at a time t1 and a final value 70 on. Accordingly, the period before the time t1 describes an overdosing phase and the period after the time t1 describes an emptying phase of the NH3 loading 54 in the catalyst 32 ,

Man erkennt erstens, dass der erste Wirkungsgrad 50 des neuen Katalysators im in der 2 dargestellten Zeitraum größer ist als der zweite Wirkungsgrad 52 des alten Katalysators. Zweitens ist zu erkennen, dass mit zunehmender NH3-Beladung der erste Wirkungsgrad 50 schneller zunimmt als der zweite Wirkungsgrad 52. Drittens ist zu erkennen, dass die Größen 62 und 64, welche jeweils auf ein voran gehendes relatives Maximum des ersten bzw. des zweiten Wirkungsgrads (50 bzw. 52) bezogen sind, zum Zeitpunkt t1 einen unterschiedlichen Betrag aufweisen, das heißt, bei einer über der Zeit gleichen NH3-Beladung 54 bricht der zweite Wirkungsgrad 52 früher und stärker ein als der erste Wirkungsgrad 50. Weiterhin kann mittels des Grenzwerts 59 ein Vergleich derart erfolgen, dass der durchschnittliche Wirkungsgrad 56 einen brauchbaren (das heißt ordnungsgemäßen) Katalysator 32 charakterisiert und der durchschnittliche Wirkungsgrad 58 einen unbrauchbaren Katalysator 32 charakterisiert.One recognizes, first, that the first efficiency 50 of the new catalyst in the 2 shown period is greater than the second efficiency 52 of the old catalyst. Second, it can be seen that with increasing NH3 loading, the first efficiency 50 increases faster than the second efficiency 52 , Third, it can be seen that the sizes 62 and 64 , which in each case to a preceding relative maximum of the first and the second efficiency ( 50 respectively. 52 ), have a different amount at time t1, that is, at a same NH3 loading over time 54 breaks the second efficiency 52 earlier and stronger than the first efficiency 50 , Furthermore, by means of the limit value 59 a comparison can be made such that the average efficiency 56 a useful (that is, proper) catalyst 32 characterized and the average efficiency 58 an unusable catalyst 32 characterized.

3 zeigt im oberen Bereich einen zeitlichen Verlauf eines Wirkungsgrads 72 mit mehreren Wirkungsgradeinbrüchen 73, wie er sich bei vorliegenden Katalysator-Eigenschaften einstellt, wenn zugleich das dem Katalysator 32 zugeführte Abgas zeitlich aufeinander folgend mehrere NOx-Spitzen 74 eines NOx-Massenstroms 75 aufweist, und wenn zugleich die NH3-Beladung 54 den im mittleren Bereich der 3 dargestellten Verlauf aufweist. Eine Bezugskurve bzw. Referenzwerte 76 zeigen einen Verlauf des Wirkungsgrads 72, wie er sich ohne die in der 3 dargestellten NOx-Spitzen 74 ergeben würde. Eingetragen ist ferner ein (nicht normierter) Wirkungsgradverlust 77 also das relative Minimum in Bezug auf die Referenzwerte 76 bzw. einen Durchschnittswert des Wirkungsgrads 72. Ein Pfeil 83 weist auf einen beginnenden NH3-Schlupf hin. Im unteren Bereich der 3 ist ein normierter Wirkungsgradverlust 78 aufgetragen. Zwei senkrechte gestrichelte Linien kennzeichnen beispielhaft einen einzelnen Messzeitraum 79. 3 shows in the upper part of a time course of an efficiency 72 with multiple efficiencies 73 How it adjusts to existing catalyst properties, if at the same time the catalyst 32 supplied exhaust gas sequentially multiple NOx peaks 74 a NOx mass flow 75 and if at the same time the NH3 loading 54 the middle of the 3 has shown course. A reference curve or reference values 76 show a course of the efficiency 72 how he is without the in the 3 represented NOx peaks 74 would result. Also entered is a (non-normalized) loss of efficiency 77 that is, the relative minimum relative to the reference values 76 or an average value of the efficiency 72 , An arrow 83 indicates an incipient NH3 slip. At the bottom of the 3 is a normalized loss of efficiency 78 applied. Two vertical dashed lines exemplify a single measurement period 79 ,

Die NOx-Spitzen 74 werden nachfolgend synonym auch als eine zeitweise Erhöhung 74 des NOx-Massenstroms 75 bezeichnet.The NOx peaks 74 are synonymous synonymous as a temporary increase 74 the NOx mass flow 75 designated.

Die 3 stellt eine Möglichkeit dar, den Katalysator 32 hinsichtlich seiner Alterung anhand seiner NH3-Speicherfähigkeit zu bewerten. Die NH3-Speicherfähigkeit ist ein Maß für die Eigenschaft des Katalysators 32, in seiner aktiven Oberfläche Ammoniak zu speichern und es als Reduktionsmittel zur Katalyse der NOx-Verbindungen im Abgas zu benutzen. Man erkennt, wie mit dem Anstieg der NH3-Beladung 54 die Wirkungsgradeinbrüche 73 im Betrag kleiner werden. Dies ist umso ausgeprägter, wie der Katalysator 32 fähig ist, NH3 zu speichern und aktiv zur Katalyse zu verwenden. Je kleiner und flacher die Wirkungsgradeinbrüche 73 in Bezug auf eine jeweils vorangehende NOx-Spitze 74 und unter Berücksichtigung der jeweiligen NH3-Beladung 54 werden, um so mehr ist der Katalysator 32 als brauchbar zu bewerten. Die Darstellungen der 3 eignen sich vorzugsweise dafür, eine positive Aussage zu einem brauchbaren Katalysator 32 zu machen.The 3 represents a possibility, the catalyst 32 in terms of its aging on the basis of its NH3 storage capacity. The NH3 storage capacity is a measure of the property of the catalyst 32 to store ammonia in its active surface and to use it as a reducing agent to catalyze the NO x compounds in the exhaust gas. It can be seen how with the increase in NH3 loading 54 the efficiency drops 73 to become smaller in amount. This is all the more pronounced as the catalyst 32 is able to store NH3 and actively use it for catalysis. The smaller and flatter the break in efficiency 73 with respect to a respective preceding NOx peak 74 and taking into account the respective NH3 loading 54 the more the catalyst is 32 as useful to evaluate. The representations of the 3 are preferably suitable for, a positive statement of a useful catalyst 32 close.

Der im unteren Bereich der Zeichnung dargestellte normierte Wirkungsgradverlust 78 wird aus dem Wirkungsgradeinbruch 73 unter Berücksichtigung der Stärke der zugehörigen NOx-Spitze 74 in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 der Brennkraftmaschine 12 ermittelt. Pfeile 80 kennzeichnen die jeweiligen Zeitpunkte dieser Ermittlung, welche erst nach dem Abklingen einer jeweiligen NOx-Spitze 74 und des zugehörigen Wirkungsgradeinbruchs 73 erfolgen kann, wobei der jeweils ermittelte Wert bis zur folgenden Ermittlung gespeichert bleibt.The normalized efficiency loss shown in the lower part of the drawing 78 gets out of the efficiency break 73 taking into account the strength of the associated NOx peak 74 in the control and / or regulating device 16 the internal combustion engine 12 determined. arrows 80 indicate the respective times of this determination, which only after the decay of a respective NOx peak 74 and the associated efficiency break-in 73 can take place, wherein the respectively determined value remains stored until the following determination.

Der normierte Wirkungsgradverlust 78 kann dabei mittels der folgenden Formel bestimmt werden:

Figure 00140001
SEL = normierter Wirkungsgradverlust 78; und im ersten Term ηSCR = SCR-Wirkungsgrad 72;
dmNOx/dt = NOx-Massenstrom 75; und im zweiten Term
der Zähler die Summe von aufeinander folgenden Teilbeiträgen einer zeitlichen Ableitung des SCR-Wirkungsgrads 72 darstellt; und
der Nenner die Summe von aufeinander folgenden Teilbeiträgen einer zweiten zeitlichen Ableitung der NOx-Masse, das heißt einer ersten zeitlichen Ableitung des NOx-Massenstroms 75 darstellt.The normalized loss of efficiency 78 can be determined by the following formula:
Figure 00140001
SEL = normalized loss of efficiency 78 ; and in the first term η SCR = SCR efficiency 72 ;
dm NOx / dt = NOx mass flow 75 ; and in the second term
the counter is the sum of successive partial contributions of a time derivative of the SCR efficiency 72 represents; and
the denominator is the sum of successive partial contributions of a second time derivative of the NOx mass, that is, a first time derivative of the NOx mass flow 75 represents.

Ein Grenzwert 81 ermöglicht es, die Brauchbarkeit des Katalysators 32 zu bewerten. Die Höhe des Grenzwerts 81 kann beispielsweise abhängig von einem Anfangswert des normierten Wirkungsgradverlustes 78 gewählt sein. Sofern der normierte Wirkungsgradverlust 78 wenigstens einmal während der Durchführung des Verfahrens den Grenzwert 81 unterschreitet, so kann auf einen brauchbaren Katalysator 32 geschlossen werden, wie es in der Darstellung der 3 der Fall ist. In diesem Fall kann die NH3-Beladung 54 des Katalysators 32 sofort abgebrochen werden und auf einen nachfolgenden so genannten Entleertest verzichtet werden.A limit 81 allows the usability of the catalyst 32 to rate. The height of the limit 81 may, for example, depend on an initial value of the normalized efficiency loss 78 be elected. If the normalized loss of efficiency 78 at least once during the implementation of the method the limit 81 falls below, so can a useful catalyst 32 be closed, as it is in the presentation of 3 the case is. In this case, the NH3 loading 54 of the catalyst 32 be stopped immediately and be dispensed with a subsequent so-called emptying test.

Wird dagegen der Grenzwert 81 nicht unterschritten, so besteht die Möglichkeit, dass entweder der Katalysator 32 vielleicht brauchbar ist, jedoch gegebenenfalls die Messbedingungen ungeeignet waren, oder aber, der Katalysator 32 ist als unbrauchbar zu bewerten. Diese Alternativen sind mit den Verfahrensschritten der 3 jedoch nicht unterscheidbar.Will be the limit 81 not below, so there is a possibility that either the catalyst 32 perhaps useful, but where appropriate the measurement conditions were inappropriate, or else the catalyst 32 is considered unusable. These alternatives are with the process steps of 3 but indistinguishable.

4 zeigt vier Beispiele B1, B2, B3 und B4 zur Auswertung einzelner NOx-Spitzen 74, wobei die Beispiele B1 bis B4 einzeln und unabhängig voneinander gültig sind oder auch in der gezeigten Reihenfolge auftreten können. Zusammen mit den NOx-Spitzen 74 ist der jeweilige Verlauf des Wirkungsgrads 72 dargestellt. Bereiche 84 kennzeichnen einen Zeitraum für eine jeweilige Auswertung. 4 shows four examples B1, B2, B3 and B4 for the evaluation of individual NOx peaks 74 Examples B1 to B4 are valid individually and independently of one another or can also occur in the order shown. Together with the NOx tips 74 is the respective course of the efficiency 72 shown. areas 84 indicate a period of time for a respective evaluation.

Beispiele B1 und B2 zeigen diskrete bzw. aufeinander folgende NOx-Spitzen 74, die einzeln unterscheidbar sind. Beispiel B3 zeigt zwei kurz aufeinander folgende NOx-Spitzen 74, welche nicht einzeln unterscheidbar sind. Beispiel B4 zeigt einen Zeitraum im Anschluss an einen dauerhaften Betriebspunktwechsel der Brennkraftmaschine 12.Examples B1 and B2 show discrete NOx NOx peaks 74 which are individually distinguishable. Example B3 shows two short successive NOx peaks 74 , which are not individually distinguishable. Example B4 shows a period of time following a permanent operating point change of the internal combustion engine 12 ,

Alle Beispiele B1 bis B4 können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bewertet werden. Dabei wird eine zeitliche Ableitung (”Gradient”) des NOx-Massenstroms 75 vorgenommen und gegen Schwellwerte (nicht dargestellt) verglichen. Wenn ein erster Schwellwert überschritten wird, kann das Verfahren angewendet werden. Dabei sind sowohl Bereiche mit positivem als auch mit negativem Gradienten von Bedeutung. Zugleich werden der Wirkungsgrad 72 und die Wirkungsgradeinbrüche 73 ausgewertet. Dabei kann es zur Beurteilung des Katalysators 32 ausreichend sein, nur eine einzelne NOx-Spitze 74 zu erfassen und auszuwerten.All examples B1 to B4 can be evaluated by the method according to the invention. This is a time derivative ("gradient") of the NOx mass flow 75 made and compared against thresholds (not shown). If a first threshold is exceeded, the method can be used. Both positive and negative gradient areas are important. At the same time the efficiency 72 and the efficiencies 73 evaluated. It may be to assess the catalyst 32 be sufficient, only a single NOx peak 74 to record and evaluate.

Grundsätzlich wird in den Beispielen B1 bis B4 der 4 wie folgt vorgegangen:

  • (a) Es wird abgewartet, bis der Gradient des NOx-Massenstroms 75 den ersten Schwellwert überschritten hat und ein vergleichsweise schneller Anstieg des NOx-Massenstroms 75 und somit ein auswertbares Ereignis vorliegt. Dadurch wird das Verfahren gestartet.
  • (b) Es wird die Stärke des Wirkungsgradeinbruchs 73 des Wirkungsgrads 72 über der Zeit ermittelt und bewertet. Dies kann entweder durch einen Bezug auf Referenzwerte 76 erfolgen oder mittels Summierung von Teilbeiträgen des Gradienten des Wirkungsgrads 72, vergleiche dazu die obige Formel für den normierten Wirkungsgradverlust 78, SEL.
  • (c) Es wird die Stärke der NOx-Spitze 74 über der Zeit ermittelt.
  • (d) Die Erfassung bzw. Ermittlung der im Schritt (b) und (c) behandelten Größen wird beendet, wenn der Gradient des NOx-Massenstroms 75 einen zweiten Schwellwert unterschritten hat und somit ein vergleichsweise schneller Abfall des NOx-Massenstroms 75 erfolgt und damit eine Rückkehr zu einem eher durchschnittlichen NOx-Massenstrom 75 vorliegt.
  • (e) Es wird der Quotient aus der im Schritt (b) ermittelten Größe und der im Schritt (c) ermittelten Größe gebildet. Die Größe des Quotienten wird dazu verwendet, um den Katalysator in Bezug auf seine Brauchbarkeit zu bewerten.
Basically, in examples B1 to B4, the 4 proceed as follows:
  • (a) Wait until the gradient of NOx mass flow 75 has exceeded the first threshold and a comparatively rapid increase in NOx mass flow 75 and thus an evaluable event is present. This starts the procedure.
  • (b) It becomes the strength of the efficiency break 73 the efficiency 72 determined and evaluated over time. This can be done either by reference to reference values 76 or by summation of partial contributions of the gradient of the efficiency 72 compare the above formula for the normalized efficiency loss 78 , SEL.
  • (c) It becomes the strength of the NOx peak 74 determined over time.
  • (d) The detection of the quantities treated in steps (b) and (c) is terminated when the gradient of the NOx mass flow 75 has fallen below a second threshold and thus a relatively fast drop in the NOx mass flow 75 and thus a return to a rather average NOx mass flow 75 is present.
  • (e) The quotient of the variable determined in step (b) and the variable determined in step (c) is formed. The size of the quotient is used to evaluate the catalyst for its usefulness.

5 zeigt ein gegenüber den 3 und 4 vereinfachtes Verfahren zur Bewertung der Katalysator-Eigenschaften. Es beschreibt eine statistische Zählerauswertung für eine NH3-Schlupferkennung bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine 12. 5 shows one opposite the 3 and 4 simplified method for evaluating the catalyst properties. It describes a statistical counter evaluation for a NH3-slip detection in a dynamic operation of the internal combustion engine 12 ,

Ein oberes Zeitdiagramm zeigt den Wirkungsgrad 72 und ein unteres Zeitdiagramm zeigt einen Zählerstand 90 eines Statistikzählers. Ein Schwellwert 92 ermöglicht eine Bewertung, ob ein NH3-Schlupf vorliegt. Eine erste Kurve 94 – welche gestrichelt gezeichnet ist und vorliegend zum Vergleich dient – zeigt den Verlauf des Wirkungsgrads 72 für den Fall, dass kein oder wenig NH3-Schlupf im Katalysator 32 auftritt. Eine zweite Kurve 96 zeigt den Verlauf des Wirkungsgrads 72 für den Fall, dass ein merklicher NH3-Schlupf auftritt. Pfeile 98 weisen auf, eine Erholung des Wirkungsgrads 72 bzw. auf ein daraus folgendes Dekrement des Zählerstandes 90 nach dem Abklingen einer NOx-Spitze 74 (nicht gezeichnet) hin. Beide Diagramme bzw. die dargestellten Kurven weisen einen zueinander gleichen Zeitmaßstab t auf.An upper timing diagram shows the efficiency 72 and a lower timing diagram shows a count 90 a statistics counter. A threshold 92 allows evaluation of NH3 slip. A first turn 94 - Which is shown in dashed lines and serves for comparison - shows the course of the efficiency 72 in the event that there is no or little NH3 slip in the catalyst 32 occurs. A second turn 96 shows the course of the efficiency 72 in the event that noticeable NH3 slip occurs. arrows 98 show a recovery in efficiency 72 or to a subsequent decrement of the counter reading 90 after the decay of a NOx peak 74 (not drawn). Both diagrams and the illustrated curves have an equal time scale t.

Man erkennt, dass mit fortschreitender Zeit t der Wirkungsgrad 72 entsprechend der Kurve 96 immer geringer wird. Ein Pfeil 100 kennzeichnet den Fall, dass der Schwellwert 92 von dem Zählerstand 90 überschritten wird, woraus auf eine Sättigung des Katalysators 32 mit dem Reduktionsmittel und entsprechend auf einen NH3-Schlupf in der Abgasanlage 10 geschlossen werden kann.It can be seen that with increasing time t the efficiency 72 according to the curve 96 is getting smaller. An arrow 100 indicates the case that the threshold 92 from the meter reading 90 is exceeded, indicating a saturation of the catalyst 32 with the reducing agent and according to a NH3-slip in the exhaust system 10 can be closed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007040439 A1 [0009] DE 102007040439 A1 [0009]

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage (10) einer Brennkraftmaschine (12), bei dem NOx durch einen SCR-Katalysator (32) reduziert wird, und bei dem der Alterungszustand des SCR-Katalysators (32) überwacht wird, wobei zur Überwachung die Menge des im SCR-Katalysator (32) gespeicherten Reduktionsmittels verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Phase der Veränderung der Menge des im SCR-Katalysator (32) gespeicherten Reduktionsmittels ein Wirkungsgradeinbruch (73) des SCR-Katalysators (32) bei mindestens einer zeitweisen Erhöhung (74) des dem SCR-Katalysator (32) zugeführten NOx-Stroms erfasst und ausgewertet und hieraus auf den Alterungszustand des SCR-Katalysators (32) geschlossen wird.Method for operating an exhaust system ( 10 ) an internal combustion engine ( 12 ), in which NOx by an SCR catalyst ( 32 ) and in which the aging state of the SCR catalyst ( 32 ) is monitored, the amount of SCR catalyst ( 32 ) is changed, characterized in that during a phase of the change in the amount of the in the SCR catalyst ( 32 ) stored reducing agent a break in efficiency ( 73 ) of the SCR catalyst ( 32 ) for at least one temporary increase ( 74 ) of the SCR catalyst ( 32 ) is detected and evaluated and from this to the aging state of the SCR catalytic converter ( 32 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gradie eines SCR-Wirkungsgrads (72) erfasst und für die Bestimmung des Alterungszustands des SCR-Katalysators (32) ausgewertet wirdMethod according to claim 1, characterized in that a degree of SCR efficiency ( 72 ) and for the determination of the aging state of the SCR catalyst ( 32 ) is evaluated Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Quotient SEL = (∫ηSCRdt)/(∫(dmNOx/dt)dt) gebildet wird, wobei ηSCR = SCR-Wirkungsgrad (72) und dmNOx/dt = NOx-Massenstrom, und dass auf einen ordnungsgemäßen SCR-Katalysator (32) geschlossen wird, wenn der Quotient SEL einen unteren Grenzwert (81) mindestens erreicht oder unterschreitet, wobei der untere Grenzwert (81), eine minimal erforderliche Reduktionsmittelspeicherfähigkeit des SCR-Katalysators (32) charakterisiert.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that a quotient SEL = (SCR ∫η dt) / (∫ (dm NOx / dt) dt) where η SCR = SCR efficiency ( 72 ) and the NOx / dt = NOx mass flow, and that a proper SCR catalyst ( 32 ) is closed when the quotient SEL is a lower limit ( 81 ) is at least equal to or lower than the lower limit ( 81 ), a minimally required reductant storage capacity of the SCR catalyst ( 32 Characterized. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der SCR-Wirkungsgrad (72) aus einer Konvertierungsrate von NOx in N2 ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the SCR efficiency ( 72 ) is determined from a conversion rate of NOx in N 2 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Phase der Veränderung der Menge des im SCR-Katalysator (32) gespeicherten Reduktionsmittels mehrere vorzugsweise aufeinander folgende Wirkungsgradeinbrüche (73) des SCR-Katalysators (32) bei einer entsprechenden Mehrzahl von zeitweisen Erhöhungen (74) des dem SCR-Katalysator (32) zugeführten NOx-Stroms erfasst und ausgewertet werden und ein Verlauf der Verringerung der Wirkungsgradeinbrüche (73) bei der Bewertung des Alterungszustands verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during a phase of the change of the amount of in the SCR catalyst ( 32 ), preferably several consecutive efficiencies ( 73 ) of the SCR catalyst ( 32 ) with a corresponding plurality of temporary increases ( 74 ) of the SCR catalyst ( 32 ) are detected and evaluated and a course of the reduction in the efficiencies ( 73 ) is used in the evaluation of the state of aging. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Verlauf der Verringerung der Wirkungsgradeinbrüche (73) oder einer entsprechenden Größe, oder aus dem Absolutwert des erfassten Wirkungsgradeinbruchs (73) oder einer entsprechenden Größe das Erreichen einer Sättigung des SCR-Katalysators (32) mit dem Reduktionsmittel vorhergesagt wird.A method according to claim 5, characterized in that from the course of the reduction of the efficiencies ( 73 ) or a corresponding size, or from the absolute value of the recorded loss of efficiency ( 73 ) or a corresponding size, the achievement of saturation of the SCR catalyst ( 32 ) is predicted with the reducing agent. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensibilität einer Überwachung auf einen Durchbruch von Reduktionsmittel durch den SCR-Katalysator (32) erhöht wird, wenn aus der Auswertung des Verlaufs oder des Absolutwerts oder der entsprechenden Größen auf das baldige Erreichen einer Sättigung geschlossen werden kann.A method according to claim 6, characterized in that the sensitivity of monitoring for a breakthrough of reducing agent by the SCR catalyst ( 32 ) is increased when it can be concluded from the evaluation of the course or the absolute value or the corresponding quantities on the early achievement of saturation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungsgradeinbrüche (73) abhängig von mindestens einer der nachfolgenden Größen bewertet werden: – Wirkungsgradeinbruch (73) nach einer zeitlich vorangehenden NOx-Spitze (74); – Wirkungsgradeinbruch (73) nach einer zeitlich nachfolgenden NOx-Spitze (74); – Referenzwerte (76) des SCR-Wirkungsgrades (72), die einem vergleichbaren Betriebszustand der Abgasanlage (10) ohne zeitweise Erhöhung (74) des Stickoxidanteils entsprechen; – mindestens ein vorgegebener Schwellwert und/oder Sollwert; – eine zugeführte Menge des Reduktionsmittels; – eine Dauer der Zuführung des Reduktionsmittels; und/oder – ein aktueller Anteil des Reduktionsmittels.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the efficiencies ( 73 ) are evaluated depending on at least one of the following variables: - efficiency degradation ( 73 ) after a temporally preceding NOx peak ( 74 ); - efficiency degradation ( 73 ) after a temporally following NOx peak ( 74 ); - reference values ( 76 ) of the SCR efficiency ( 72 ), which corresponds to a comparable operating state of the exhaust system ( 10 ) without temporary increase ( 74 ) of the nitrogen oxide content correspond; At least one predetermined threshold value and / or setpoint value; An added amount of the reducing agent; A duration of supply of the reducing agent; and / or - a current proportion of the reducing agent. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zeitweise Erhöhung (74) des dem SCR-Katalysator (32) zugeführten NOx-Stroms gezielt herbeigeführt wird, insbesondere indem eine Abgasrückführung der Abgasanlage (10) verändert wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least temporary increase ( 74 ) of the SCR catalyst ( 32 ) is specifically brought about, in particular by an exhaust gas recirculation of the exhaust system ( 10 ) is changed. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nur durchgeführt wird, wenn mindestens eine der folgenden Größen sich in einem jeweils vorgegebenen Wertebereich befindet: – ein Abgasmassenstrom; – ein Abgasvolumenstrom; – eine Abgastemperatur; – eine Fahrzeuggeschwindigkeit; – ein Umgebungsdruck; – eine Umgebungstemperatur; – ein Anteil von Stickoxid, Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid, PM oder Sauerstoff des Abgases; – eine Dosierrate des Reduktionsmittels; – ein Temperaturgradient der Abgasanlage (10); – eine Abgasrückführrate; und/oder eine Drehzahl, eine Einspritzmenge, eine Betriebsart, ein Betriebszustand, eine Laufzeit und/oder eine Standzeit der Brennkraftmaschine (12).Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is carried out only if at least one of the following variables is in a respectively predetermined value range: An exhaust gas mass flow; An exhaust gas volume flow; An exhaust gas temperature; A vehicle speed; An ambient pressure; - an ambient temperature; A proportion of nitrogen oxide, hydrocarbon, carbon monoxide, PM or oxygen of the exhaust gas; A metering rate of the reducing agent; A temperature gradient of the exhaust system ( 10 ); An exhaust gas recirculation rate; and / or a rotational speed, an injection quantity, an operating mode, an operating state, a transit time and / or a service life of the internal combustion engine ( 12 ). Computerprogramm (18), dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.Computer program ( 18 ), characterized in that it is programmed for use in a method according to one of the preceding claims. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (16) für eine Brennkraftmaschine (12), dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 programmiert ist.Control and / or regulating device ( 16 ) for an internal combustion engine ( 12 ), characterized in that it is programmed for use in a method according to one of claims 1 to 10.
DE102010028846A 2010-05-11 2010-05-11 Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer Withdrawn DE102010028846A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010028846A DE102010028846A1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer
FR1153940A FR2960024B1 (en) 2010-05-11 2011-05-09 METHOD FOR MANAGING AN EXHAUST GAS INSTALLATION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010028846A DE102010028846A1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010028846A1 true DE102010028846A1 (en) 2011-11-17

Family

ID=44859735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010028846A Withdrawn DE102010028846A1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010028846A1 (en)
FR (1) FR2960024B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8839612B2 (en) 2011-02-23 2014-09-23 Robert Bosch Gmbh Method for operating an exhaust system of an internal combustion engine
US9664091B2 (en) 2013-02-13 2017-05-30 Scania Cv Ab Device and method for fault-tracing pertaining to an SCR system
DE102017118785A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Denso Corporation NOx conversion monitoring
DE102010029740B4 (en) 2010-06-07 2022-05-12 Robert Bosch Gmbh Procedure for monitoring an SCR catalytic converter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007040439A1 (en) 2007-08-28 2009-03-05 Daimler Ag Operating and diagnostic procedures for an SCR exhaust aftertreatment system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007040439A1 (en) 2007-08-28 2009-03-05 Daimler Ag Operating and diagnostic procedures for an SCR exhaust aftertreatment system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029740B4 (en) 2010-06-07 2022-05-12 Robert Bosch Gmbh Procedure for monitoring an SCR catalytic converter
US8839612B2 (en) 2011-02-23 2014-09-23 Robert Bosch Gmbh Method for operating an exhaust system of an internal combustion engine
US9664091B2 (en) 2013-02-13 2017-05-30 Scania Cv Ab Device and method for fault-tracing pertaining to an SCR system
DE112014000499B4 (en) 2013-02-13 2018-09-13 Scania Cv Ab Device and method for troubleshooting an SCR system
DE102017118785A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Denso Corporation NOx conversion monitoring
DE102017118785B4 (en) 2017-08-17 2019-03-21 Denso Corporation NOx conversion monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
FR2960024B1 (en) 2017-09-29
FR2960024A1 (en) 2011-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010029740B4 (en) Procedure for monitoring an SCR catalytic converter
DE112011100874B4 (en) Control system for dosing compensation in an SCR system
EP3717757B1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and exhaust aftertreatment system
EP1097299B1 (en) METHOD FOR CHECKING THE EFFICIENCY OF AN NOx ACCUMULATION CATALYST
EP2326809B1 (en) Method for operating an exhaust emission control system having a scr-catalyst and an upstream oxidation catalyst exhaust emission control component
EP1866062B1 (en) Device for removing nitrogen oxides from internal combustion engine waste gas and method for dosing an aggregate of internal combustion engine waste gas
EP2310112B1 (en) Method for operating an exhaust gas treatment system having an scr catalytic converter
DE102005062120A1 (en) Method and device for monitoring an exhaust aftertreatment system
DE102013203580A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system
DE102011004557A1 (en) Method for operating an exhaust system of an internal combustion engine
DE102013012575A1 (en) Method and device for determining the efficiency of an exhaust gas purification device
DE102011108019A1 (en) Method for determining a quality of a reducing agent solution containing ammonia used for the reduction of nitrogen oxide
DE102012202671B4 (en) Procedure for diagnosing an SCR catalyst system
DE102012220151A1 (en) Method for checking SCR catalysts in exhaust gas system of internal combustion engine of motor car, involves altering size of ammonia sensor to output signal to ammonium cross-sensitive sensor, which is attenuated below threshold level
DE102012206430A1 (en) Method for diagnosing a metering valve and device for carrying out the method
EP2238321B1 (en) Method and controller for checking an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine
DE102016203227A1 (en) Method for diagnosing an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine
DE102017201393A1 (en) Method for fault detection in an SCR system by means of ammonia slip
DE102007003547B4 (en) Method for diagnosing an exhaust region of an internal combustion engine containing an exhaust gas treatment device and device for carrying out the method
DE102010028846A1 (en) Method for operating exhaust system of diesel engine, involves evaluating temporally increase of nitrogen oxide flow supplied from selective catalytic reduction catalyzer for closing aging state of catalyzer
DE102017201400A1 (en) Method for fault detection in an SCR system by means of ammonia slip
DE102015200751B4 (en) Method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system
DE102013203578A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system
DE102015207670A1 (en) Method for monitoring an SCR catalyst
DE102018213380A1 (en) Method for monitoring an SCR catalytic converter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F01N0009000000

Ipc: F01N0011000000

R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee