DE102010029740A1

DE102010029740A1 - Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators

Info

Publication number: DE102010029740A1
Application number: DE102010029740A
Authority: DE
Inventors: Arthur Bastoreala; Alexander Franz; Tobias Pfister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-06-08
Also published as: US20110296905A1; US8573043B2; DE102010029740B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators (12) bereitgestellt, bei dem die NH3-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators überwacht wird. Der SCR-Katalysator (12) wird zunächst mit einer überstöchiometrischen Reduktionsmitteldosierung bis zur maximalen NH3-Speicherfähigkeit in einer Überdosierungsphase gefüllt. Anschließend wird der Katalysator mit einer gegenüber einer Normaldosierung verminderten oder ausgeschalteten Reduktionsmitteldosierung in einer Unterdosierungsphase beaufschlagt. Während der Unterdosierungsphase wird die NH3-Speicherfähigkeit indirekt durch Ermittlung wenigstens eines von der NOx-Konvertierungsrate abhängigen Kennwerts ermittelt. Erfindungsgemäß wird zur Erkennung eines NH3-Schlupfes (25), der den Übergang von der Überdosierungsphase zu der Unterdosierungsphase anzeigt, eine den NOx-Umsatz charakterisierende Größe während der Überdosierungsphase kontinuierlich erfasst und bei einem Abfall des NOx-Umsatzes darauf geschlossen, dass ein NH3-Schlupf (25) vorliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators, bei dem die NH₃-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators überwacht wird gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt, in deren Abgasbereich ein SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) angeordnet ist, der die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide (NOx) in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduziert. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich verringert werden. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH₃) benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Als Reaktionsmittel bzw. Reduktionsmittel werden daher NH₃ bzw. NH₃-abspaltende Reagenzien eingesetzt. In der Regel wird eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrang mithilfe einer Dosiereinrichtung eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich NH₃, das als Reduktionsmittel wirkt. Die Dosierung des Reduktionsmittels erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von den motorischen Stickoxidemissionen und ist damit insbesondere von der momentanen Drehzahl und dem Drehmoment des Motors abhängig.
Das Grundprinzip des SCR-Katalysators besteht darin, dass die Stickoxidmoleküle auf der Katalysatoroberfläche in Gegenwart von Ammoniak zu elementarem Stickstoff reduziert werden. Die erforderliche Dosierrate wird in einer elektronischen Steuereinheit ermittelt, in der Strategien für den Betrieb und die Überwachung des SCR-Systems hinterlegt sind.
Im Rahmen der sogenannten On-Board Diagnose (OBD) muss das SCR-System als emissionsrelevantes Bauteil überwacht werden. Hierbei müssen die OBD-Grenzwerte, die meist als Vielfaches der gesetzlich festgelegten Emissionsgrenzwerte angegeben sind, eingehalten werden. Bezogen auf den SCR-Katalysator muss die Einhaltung des OBD-Grenzwertes für Stickoxide gewährleistet sein, dass heißt, die Überwachungsfunktionen müssen sicherstellen, dass im Falle der Überschreitung des entsprechenden Grenzwertes der SCR-Katalysator als defekt erkannt wird.
Zur Erfassung von Stickoxidwerten umfasst ein SCR-System in der Regel mindestens einen NOx-Sensor. Derzeit übliche NOx-Sensoren zeigen eine Querempfindlichkeit gegenüber NH₃, sodass das Sensorsignal nicht ausschließlich die NOx-Konzentration anzeigt, sondern ein Summensignal aus NOx und NH₃ bildet. Das Sensorsignal eines stromabwärts eines SCR-Katalysators angeordneten NOx-Sensors lässt sich also nicht eindeutig der NOx-Konzentration oder der NH₃-Konzentration zuweisen. Das heißt, dass ein Anstieg des Sensorsignals stromabwärts des SCR-Katalysators einerseits auf einen Anstieg der NOx-Konzentration und somit auf eine sinkende NOx-Konvertierungsrate im Katalysator hindeuten kann. Andererseits kann ein Anstieg des Signals auch einen Durchbruch von reinem Ammoniak, also einen Anstieg der NH₃-Konzentration, anzeigen. Eine direkte Unterscheidung zwischen NOx und NH₃ ist nicht möglich. Da Ammoniak in hoher Konzentration eine gesundheits- und umweltschädliche Wirkung hat, sollte der Durchbruch von reinem Ammoniak, der sogenannte NH₃-Schlupf, so weit wie möglich vermieden werden.
Maßgeblich für die Funktion des SCR-Katalysators ist dessen Speicherfähigkeit für NH₃. Ist die NH₃-Speicherfähigkeit aufgrund von Alterung oder Schädigung des Katalysators verringert, kann es verstärkt zu einem Durchbruch bzw. Schlupf von NH₃ kommen und die Konvertierung der Stickoxide findet nicht mehr in ausreichendem Maße statt. Es sind bereits Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators bekannt, bei denen die Speicherfähigkeit für NH₃ als Maß für die Alterung oder Schädigung des Katalysators herangezogen wird. So beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2007 040 439 A1 ein Diagnoseverfahren für einen SCR-Katalysator, dem stromabwärts des SCR-
Katalysators ein Stickoxidsensor mit einer Querempfindlichkeit gegenüber Ammoniak nachgeschaltet ist. Zunächst wird mit einer überstöchiometrischen Reduktionsmitteldosierung der SCR-Katalysator in einer Überdosierungsphase bis zur maximalen NH₃-Speicherfähigkeit gefüllt, um einen definierten Ausgangspunkt für eine Diagnose zu erreichen. Das Erreichen der maximalen NH₃-Speicherung wird anhand des Durchbrechens von reinem Ammoniak stromabwärts des SCR-Katalysators als NH₃-Schlupf erkannt. Der NH₃-Schlupf ist aufgrund der Querempfindlichkeit des Stickoxidsensors für NH₃ indirekt messbar. Anschließend wird mit einer gegenüber einer Normaldosierung verminderten oder ausgeschalteten Reduktionsmitteldosierung in eine Unterdosierungsphase die gespeicherte NH₃-Masse durch die Reduktion der Stickoxide im Katalysator allmählich wieder abgebaut. Während dieses Entleertests kann anhand eines oder mehrerer Kennwerte(s), die (der) von der NOx-Konvertierungsrate abhängig sind (ist), die nutzbare NH₃-Speicherfähigkeit indirekt ermittelt werden, da bei geringerer gespeicherter NH₃-Masse weniger NOx an der Katalysatoroberfläche während des Entleertests konvertiert werden kann.
Wichtig für das beschriebene Überwachungsverfahren ist, dass der NH₃-Schlupf rechtzeitig erkannt wird, um von der Überdosierungsphase in die Unterdosierungsphase übergehen zu können und eine unnötige Freisetzung von Ammoniak zu vermeiden. Bislang werden für die Erkennung des NH₃-Schlupfs vorgebbare Schwellen für den SCR-Wirkungsgrad oder für das NOx-Sensorsignal stromabwärts des SCR-Katalysators eingesetzt, die unter bestimmten Überwachungsbedingungen ausgewertet werden. Hierbei wird auf NH₃-Schlupf erkannt, wenn während der Überdosierungsphase nach einer vorgebbaren Zeit das Sensorsignal über eine vorgebbare Schwelle steigt oder der gemessene SCR-Wirkungsgrad unter eine vorgebbare Schwelle sinkt. Problematisch bei der Festlegung der Schwellen ist jedoch, dass bei einer Schwelle mit nur einer geringen Abweichung vom Normalzustand die Schlupferkennung sehr sensibel ist und die Gefahr besteht, dass bereits normale Schwankungen im NOx-Sensorsignal stromabwärts des SCR-Katalysators zur fälschlichen Erkennung von NH₃-Schlupf führen. Hierdurch würde es zu einer Unterschätzung der NH₃-Speicherfähigkeit und somit zu einer falschen Bewertung des Katalysators kommen. Andererseits erhöht die Betrachtung von nur großen Abweichungen vom Normalzustand die Sicherheit der Schlupferkennung, allerdings ist in diesem Fall der tatsächliche NH₃-Schlupf zum Zeitpunkt der Schlupferkennung bereits sehr hoch und verfälscht das Ergebnis des folgenden Entleertests während der Unterdosierungsphase, wobei der SCR-Wirkungsgrad unterschätzt wird. Auch in diesem Fall kann eine Fehldiagnose die Folge sein. Nachteilig ist hierbei darüber hinaus der resultierende negative Emissionseinfluss insbesondere während des Entleertests, da es durch die Reduzierung des Reduktionsmittelangebots zu erhöhten Emissionen von Stickoxiden kommt. Zudem ist zur Konditionierung des SCR-Katalysators für das Anfüllen des NH₃-Speichers bis zur maximalen Speicherfähigkeit das Überschreiten der NH₃-Schlupfgrenze erforderlich. Auch diese NH₃-Emissionen sind aufgrund der Umweltbelastung und der Gesundheitsgefährdung nachteilig.
Um die Überwachung des SCR-Katalysators weiter zu verbessern, wurde bereits vorgeschlagen, die Plausibilisierungsfunktionen nur unter bestimmten Überwachungsbedingungen durchzuführen. Die Überwachungen werden beispielsweise auf bestimmte Wertebereiche für eine oder mehrere der folgenden Größen, die modelliert oder gemessen sein können, begrenzt, zum Beispiel im Hinblick auf den Abgasmassenstrom, den Abgasvolumenstrom, die Abgastemperaturen, den Betriebspunkt (Drehzahl, Einspritzmenge), die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Umgebungsdruck, die Umgebungstemperatur, NOx-, PM-, HC-, CO-, O₂-Signale, die Abgasrückführungsrate, die Motorbetriebsart, den Motorstatus, die Motorlaufzeit oder die Motorstandzeit. Für die Diagnose des SCR-Katalysators können weiterhin zusätzlich der Status der NOx-Sensoren, der Ist- und Soll-Füllstand des Reduktionsmittels im Katalysator, die Regelabweichung des NH₃-Füllstandreglers, der Status der Reduktionsmitteldosiereinrichtung, der Status/Modus der Dosiermengenvorsteuerung, der Adaptionsfaktor als Korrekturfaktor für die Reduktionsmitteldosiermenge, der Status der Dosiermengenadaption, der Status der Dieselpartikelfilterregeneration, die Dieselpartikelfilterregenerationsanforderungszahl oder der Status der HC-Vergiftung verwendet werden. Darüber hinaus können Überwachungen des SCR-Katalysators auch unter (quasi) stationären Bedingungen durchgeführt werden, die anhand einer oder mehrerer der genannten Größen bestimmt werden können.
Trotz der Einschränkung der Überwachungsbedingungen bleibt die Erkennung des auftretenden NH₃-Schlupfes, der das Erreichen der maximalen NH₃-Speicherung am Ende der Überdosierungsphase anzeigt, problematisch. Der Erfindung legt daher die Aufgabe zugrunde, die NH₃-Schlupferkennung als Endpunkt der Überdosierungsphase zu verbessern, sodass der Übergang von der Überdosierungsphase in den Entleertest optimiert werden kann, NH₃-Emissionen weitestgehend minimiert werden können und insgesamt die Überwachung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators gelöst, wie es Gegenstand des Anspruchs 1 ist. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert darauf, dass durch eine kontinuierliche Beobachtung und Bewertung des gemessenen NOx-Umsatzes während der Überdosierungsphase die Entstehung von NH₃-Schlupf bereits im Ansatz erkannt wird. Somit kann gezielt bereits bei sehr geringen NH₃-Konzentrationen stromabwärts des SCR-Katalysators eine entsprechende Statusbotschaft generiert werden. Erfindungsgemäß wird daher zur Erkennung eines NH₃-Schlupfes, der den Übergang von der Überdosierungsphase zu der Unterdosierungsphase anzeigt, eine den NOx-Umsatz charakterisierende Größe während der Überdosierungsphase kontinuierlich erfasst und bei einem Abfall des NOx-Umsatzes darauf geschlossen, dass ein NH₃-Schlupf vorliegt. Dies erlaubt eine sehr schnelle und frühzeitige Erkennung des NH₃-Schlupfes, sodass die auftretenden NH₃-Emissionen so klein wie möglich gehalten werden können. Dies ist insbesondere in Hinblick auf die gesundheitsschädigende Wirkung von freigesetztem Ammoniak sowie auf mögliche zukünftige gesetzliche Limitierungen von NH₃-Emissionen sehr vorteilhaft. Zum anderen kann hierdurch eine sehr genaue Ermittlung der erforderlichen Kennwerte während des auf die Überdosierungsphase folgenden Entleertests im Rahmen der Überwachung der NH₃-Speicherfähigkeit durchgeführt werden, da der das NOx-Sensorsignal stromabwärts des SCR-Katalysators verfälschende Effekt aufgrund der Querempfindlichkeit des Stickoxidsensors für NH₃ minimiert wird, sodass eine wesentlich genauere und robustere Überwachung des SCR-Katalysators ermöglicht wird.
Vorzugsweise wird die den Umsatz charakterisierende Größe auf der Basis von Messwerten zumindest eines stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten NOx-Sensors ermittelt. Mit besonderem Vorteil wird als charakterisierende Größe der Wirkungsgrad des SCR-Katalysators erfasst. Der Wirkungsgrad kann beispielsweise auf der Basis von Messwerten eines stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordneten NOx-Sensors und des stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten NOx-Sensors ermittelt werden. So kann in besonders zuverlässiger Weise der NOx-Umsatz während der Überdosierungsphase beobachtet und bewertet werden. Vorteilhaft ist hierbei insbesondere, dass der Wirkungsgrad gegebenenfalls auch für andere Zwecke ohnehin erfasst wird, sodass auf diese Daten zugegriffen werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Überdosierungsphase kontinuierlich das Maximum des erfassten Wirkungsgrades des SCR-Katalysators ermittelt und gleichzeitig die Abweichung des aktuell gemessenen Wirkungsgrades von dem bis dahin erreichten Maximalwert gebildet und erfasst. Sobald die Abweichung einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, wird auf einen NH₃-Schlupf geschlossen.
Weiterhin kann die Katalysatortemperatur bei der Auswertung berücksichtigt werden. Insbesondere kann der Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der aktuellen und/oder der zu Beginn der Überdosierungsphase erreichten Katalysatortemperatur korrigiert werden, um die Temperaturabhängigkeit des maximal erreichbaren SCR-Wirkungsgrades zu berücksichtigen.
Bei einem annähernd gleichbleibenden NOx-Rohemissionssignal ist zu erwarten, dass der gemessene SCR-Wirkungsgrad während der Überdosierungsphase zunächst bis zu einem Maximalwert steigt oder den aktuellen Wert beibehält. Je nach Alterungszustand oder Schädigungsgrad des SCR-Katalysators wird das Maximalniveau unterschiedlich lange beibehalten. Im Allgemeinen gilt, dass je geringer die Alterung oder Schädigung ist, desto länger wird der Maximalwert gehalten. Nach Erreichen der maximalen NH₃-Speicherfähigkeit fällt der SCR-Wirkungsgrad durch den auftretenden NH₃-Schlupf, der von dem NH₃-querempfindlichen NOx-Sensor miterfasst wird, wieder ab. Überschreitet die Abweichung des aktuell vorliegenden Wirkungsgrades zum bis dahin ermittelten Maximalwert während einer vorgebbaren Verzögerungszeit einen vorgebbaren Maximalwert, wird auf NH₃-Schlupf erkannt.
Als Voraussetzung für die erfindungsgemäße NH₃-Schlupferkennung kann weiterhin geprüft werden, ob die zeitliche Änderung des stromabwärts des SCR-Katalysators erfassbaren NOx-Massenstroms über einem vorgebbaren Schwellenwert liegt, damit nur Änderungen des NOx-Sensorsignals stromabwärts des SCR-Katalysators als NH₃-Schlupf gedeutet werden, die hinreichend groß sind, um nach dem Erreichen der maximalen NH₃-Speicherung den während der Überdosierungsphase dosierten überschüssigen NH₃-Massenstrom plausibel abzubilden. Während der Überdosierung ist der NH₃-Massenstrom vergleichsweise hoch, sodass der NH₃-Schlupf zu einer Änderung des NOx-Sensorsignals mit vergleichsweise hohen Gradienten führt.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann als Bedingung geprüft werden, ob die stromaufwärts und/oder stromabwärts des SCR-Katalysators erfassbaren NOx-Massenströme über einem vorgebbaren Schwellenwert liegen. Die Werte sollten hinreichend groß sein, um Fehlberechnungen aufgrund der Sensor- oder Modelltoleranzen auszuschließen. Derzeit übliche NOx-Sensoren zeigen beispielsweise eine Messungenauigkeit von bis zu 15 ppm. Dies kann je nach NOx-Rohemissionen und Emissionsgrenzwerten im Bereich der zu erwartenden NOx-Konzentrationen stromabwärts des SCR-Katalysators liegen. Die verschiedenen vorgebbaren Schwellenwerte können beispielsweise empirisch bestimmt werden und in einer Steuereinheit hinterlegt werden. Die verschiedenen Schwellenwerte können bei Bedarf oder regelmäßig aktualisiert werden.
Die Auswertung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise davon abhängig gemacht, ob im Wesentlichen stationäre NOx-Rohemissionen oder dynamisch schwankende NOx-Rohemissionen vorliegen. Bei im Wesentlichen stationären NOx-Rohemissionen kann die Auswertung im Prinzip in der oben beschriebenen Weise ohne weiteres erfolgen. Bevor die entsprechende Fehlerdiagnose vorgenommen wird, wird vorzugsweise anhand einer oder mehrerer Größen überprüft, ob tatsächlich stationäre Bedingungen vorliegen. Zur Bewertung, ob stationäre Bedingungen vorliegen, kann beispielsweise die zeitliche Änderung des Abgasmassenstroms und/oder des NOx-Massenstroms und/oder von motornahen Größen, insbesondere der Motordrehzahl und/oder der Einspritzmenge, verwertet werden. Hierdurch kann der aktuelle Betriebszustand im Hinblick auf die NOx-Rohemissionen analysiert werden und die zur Auswertung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Phasen identifiziert werden. Durch direkte oder indirekte Rückschlüsse auf die Höhe der aktuellen NOx-Rohemissionen und deren zeitliche Änderung wird geprüft, ob die NOx-Rohemissionen gleichbleibend sind, sodass in diesem Fall die Auswertung in der beschriebenen Weise erfolgen kann. Insbesondere kann auf stationäre NOx-Rohemissionen geschlossen werden, wenn die zeitliche Änderung des gemessenen SCR-Wirkungsgrades bzw. die zeitliche Änderung der den NOx-Umsatz repräsentierenden Größe unter einem vorgebbaren oder applizierbaren Schwellenwert liegt. Dies stellt sicher, dass die NH₃-Schlupferkennung nur bei hinreichend stationärem NOx-Signal stattfindet.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, falls während der Überdosierungsphase ein Übergang von dynamischen zu stationären NOx-Rohemissionen feststellbar ist, der Rückschluss auf einen NH₃-Schlupf erst nach einem vorgebbaren Zeitintervall. Durch eine derartige applizierbare Entprellzeit können eventuell auftretende Effekte aufgrund der unterschiedlichen Gaslaufzeiten berücksichtigt werden.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren ist auch in solchen Fällen einsetzbar, bei denen im Wesentlichen dynamisch schwankende NOx-Rohemissionen vorliegen. Dynamisch schwankende NOx-Rohemissionen wirken sich im Signal des aus den NOx-Massenströmen stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators ermittelten SCR-Wirkungsgrades entsprechend aus. Bei diesen Bedingungen fällt der gemessene SCR-Wirkungsgrad auch vor Erreichen der maximalen NH₃-Speicherung bei jedem NOx-Peak kurzzeitig ab, ohne dass dies durch einen NH₃-Schlupf verursacht wäre. Die bei derartigen dynamischen Betriebszuständen auftretenden NOx-Peaks in den Sensorsignalen stromaufwärts und/oder stromabwärts des SCR-Katalysators werden erfindungsgemäß berücksichtigt, sodass auch bei dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen die erfindungsgemäße Diagnose durchgeführt werden kann. Bei instationärem Motorbetrieb ist eine Erkennung von NH₃-Schlupf aufgrund eines einzelnen Wirkungsgradeinbruchs nicht möglich, da aufgrund des dynamisch schwankenden NOx-Signals stromaufwärts des SCR-Katalysators (NOx-Peak) das Signal des gemessenen SCR-Wirkungsgrades bzw. der gemessene NOx-Umsatz starken Schwankungen unterworfen ist. Ob der jeweils betrachtete Wirkungsgradeinbruch durch ein NOx-Peak oder durch eine erhöhte NH₃-Konzentration hervorgerufen wurde, lässt sich nicht eindeutig und direkt bestimmen. Die erfindungsgemäße Auswertung beruht darauf, dass der weitere Verlauf des Wirkungsgrades nach einem Wirkungsgradeinbruch bzw. -abfall betrachtet und bewertet wird. Wenn der NOx-Umsatz nach einem Wirkungsgradabfall wieder deutlich ansteigt, wird darauf geschlossen, dass kein NH₃-Schlupf vorliegt. Bei einem im Wesentlichen gleichbleibenden oder im Wesentlichen sinkenden NOx-Umsatz, der einem Abfall des NOx-Umsatzes folgt, wird darauf geschlossen, dass ein NH₃-Schlupf vorliegt. Bleibt also ein Anstieg des Wirkungsgrades, wie er nach einem NOx-Peak zu erwarten wäre, aus, wird dies als Zeichen für NH₃-Schlupf gewertet. Wenn der angenommene SCR-Wirkungsgrad im Anschluss an einen Wirkungsgradeinbruch wieder ansteigt, ist davon auszugehen, dass kein oder nur ein geringer, nicht eindeutig zu bestimmender NH₃-Schlupf vorliegt.
In besonders bevorzugter Weise werden die durch die dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen verursachen Schwankungen des NOx-Umsatzes statistisch ausgewertet, wodurch die Aussagesicherheit des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens weiter erhöht wird.
Die statistische Auswertung erfolgt vorzugsweise derart, dass ein ansteigender, ein gleichbleibender oder ein sinkender NOx-Umsatz, der einem Abfall des NOx-Umsatzes folgt, durch eine Erhöhung oder Verminderung eines Zählers statistisch bewertet wird. Es wird erst dann auf einen NH₃-Schlupf geschlossen, wenn ein vorgebbarer Schwellenwert für den Zähler erreicht und/oder überschritten ist. Hierdurch wird der Wirkungsgradabfall und der anschließende gegebenenfalls auftretende Wirkungsgradanstieg bzw. die Erholung des Wirkungsgrades bewertet und je nach Ergebnis der Bewertung ein Zähler erhöht oder vermindert. So kann der Zähler erhöht werden, wenn während einer applizierbaren Verzögerungszeit ein Abfall des SCR-Wirkungsgrades registriert wird. Wenn der SCR-Wirkungsgrad nach dem Erreichen eines lokalen Minimums wieder ansteigt, kann der Zählerwert zunächst konstant gehalten werden. Steigt der SCR-Wirkungsgrad nach dem Erreichen eines lokalen Minimums länger, als es durch eine applizierbare Verzögerungszeit vorgegeben ist, an, so wird der Zählerwert wieder vermindert. Vorzugsweise ist der Wert, um den der Zähler vermindert oder erhöht wird, in Abhängigkeit von dem Grad der Abweichung des aktuell vorliegenden Wirkungsgrades zum bis dahin ermittelten Maximalwert vorgebbar bzw. applizierbar. Sobald der Zählerwert einen vorgebbaren Schwellenwert erreicht und/oder überschreitet, wird endgültig auf NH₃-Schlupf erkannt.
Der Zählerwert hat somit den Charakter einer statistisch begründeten Wahrscheinlichkeit, mit der ein NH₃-Schlupf vorliegt. Besteht aufgrund eines Wirkungsgradeinbruchs die prinzipielle Vermutung, dass NH₃-Schlupf vorliegt, wird durch einen steigenden Zählerwert eine höhere Wahrscheinlichkeit hierfür angezeigt. Ein nach dem Einbruch des SCR-Wirkungsgrades wieder ansteigender SCR-Wirkungsgrad widerspricht der Vermutung, sodass die Wahrscheinlichkeit in Form des Zählerwertes wieder nach unten korrigiert wird.
Um die Aussagesicherheit des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens weiter zu erhöhen, können weitere Bedingungen geprüft werden, bevor der Zählerwert erhöht wird. Insbesondere kann überprüft werden, ob die Peakhöhe des jeweils letzten beobachteten NOx-Peaks stromaufwärts des SCR-Katalysators unterhalb einer applizierbaren Schwelle liegt. Bei extrem hohen NOx-Peaks kann es zu einem direkten NOx-Durchbruch durch den SCR-Katalysator kommen, bei dem die Stickoxide ohne vorherige Absorption an der Katalysatoroberfläche vorbeigespült werden. Um diese Phasen von der Auswertung auszunehmen, wird eine obere Schwelle für die Peakhöhe bzw. für die Änderung des NOx-Umsatzes vorgegeben.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens differenziert das Verfahren zwischen den verschiedenen möglichen Betriebszuständen, insbesondere zwischen stationären und dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen und erlaubt eine Auswertung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand. Zur Überwachung der NOx-Rohemissionen im Hinblick auf stationäre oder dynamisch schwankende Bedingungen kann neben dem NOx-Massenstrom beispielsweise auch der Abgas-Massenstrom untersucht werden. Entscheidend hierbei ist jeweils die zeitliche Änderung der gewählten Größen. Auch die Auswertung von motornahen Größen wie zum Beispiel der Drehzahl oder der Einspritzmenge, die direkt oder indirekt Rückschlüsse auf die Höhe der aktuellen NOx-Rohemissionen und deren zeitliche Änderung erlaubt, kann beispielsweise vorgenommen werden.
Durch eine Überprüfung, ob stationäre oder dynamisch schwankende NOx-Rohemissionen vorliegen und einer davon abhängigen Auswertung zum Rückschluss auf einen NH₃-Schlupf, ist eine besonders wirkungsvolle Schlupferkennung realisierbar, die unempfindlich gegenüber den vorherrschenden Fahrbedingungen ist und deshalb den Einsatz des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens unter den unterschiedlichsten Bedingungen erlaubt. So kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei stationären Bedingungen als auch bei dynamisch schwankenden Bedingungen im Hinblick auf die NOx-Rohemissionen durchgeführt werden. Je nach den festgestellten Bedingungen in Bezug auf die NOx-Werte stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators und dem Verlauf des aus diesen Werten berechneten SCR-Wirkungsgrades erfolgt eine unterschiedliche Auswertung. Je nach den feststellbaren Bedingungen sind unterschiedliche Freigabebedingungen für die Ausgabe eines Ergebnistriggers vorgesehen, der das Vorliegen von NH₃-Schlupf unter den jeweiligen Bedingungen anzeigt. Sobald eine der beiden parallel angewendeten Strategien zu einem Ergebnis, also zur Erkennung von NH₃-Schlupf, führt, gilt die Schlupferkennung als erfolgreich abgeschlossen. Als gemeinsames Eingangssignal wird nach dem Start der Überdosierungsphase vorzugsweise kontinuierlich das Maximum des gemessenen SCR-Wirkungsgrades ermittelt. Zugleich wird die Abweichung des aktuell gemessenen Wirkungsgrades von dem bis dahin erreichten Maximalwert gebildet. In der oben bereits beschriebenen Weise kann die Abweichung dabei zusätzlich in Abhängigkeit von der aktuellen und/oder der zu Beginn der Überdosierungsphase erreichten Katalysatortemperatur korrigiert werden, um der Temperaturabhängigkeit des maximal erreichbaren SCR-Wirkungsgrades Rechnung zu tragen. Sobald die Abweichung einen vorgebbaren Schwellenwert erreicht oder überschreitet, wird auf NH₃-Schlupf erkannt. Die Auswertung wird hierbei davon abhängig gemacht, ob stationäre oder dynamisch schwankende NOx-Rohemissionen vorliegen. Diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Schließlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Mithilfe des Computerprogramms bzw. des Computerprogrammprodukts kann das erfindungsgemäße Verfahren zur erheblichen Verbesserung der Überwachung eines SCR-Katalysators eingesetzt werden, indem ein NH₃-Schlupf, der am Ende einer Überdosierungsphase im Zuge eines an sich bekannten Überwachungsverfahrens auftritt, sowohl bei stationären als auch bei dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen bereits im Ansatz erkannt und die entsprechende Statusbotschaft sehr frühzeitig generiert werden. Hierdurch werden die NH₃-Emissionen sehr gering gehalten, und die Kennwerte, die im Zuge des nachfolgenden Entleertests ermittelt werden, können noch genauer und präziser bestimmt werden. Der besondere Vorteil des Computerprogramms bzw. des Computerprogrammprodukts liegt darin, dass das Computerprogramm auch bei bereits bestehenden Systemen, insbesondere bei bestehenden Kraftfahrzeugen, implementiert und eingesetzt werden kann, sodass die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auf bei bestehenden Fahrzeugen genutzt werden können, ohne dass weitere Komponenten oder Bauteile eingebaut werden müssten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Komponenten eines SCR-Katalysatorsystems (Stand der Technik);
2 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der NH₃-Speicherung in einem SCR-Katalysator (unterer Teil) und des gemessenen SCR-Wirkungsgrades (oberer Teil) während der Überwachung eines SCR-Katalysators und
3 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des SCR-Wirkungsgrades bei dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 zeigt zunächst in schematischer Weise die an sich bekannten Komponenten eines SCR-Katalysatorsystems. Im Abgasstrang 10 einer Brennkraftmaschine 11 ist ein SCR-Katalysator 12 angeordnet, der durch eine selektive katalytische Reduktion (SCR) selektiv Stickoxide im Abgas reduziert. Für diese Reaktion wird Ammoniak (NH₃) als Reaktionsmittel eingesetzt. Da Ammoniak eine toxische Substanz ist, wird diese Substanz aus der ungiftigen Trägersubstanz Harnstoff gewonnen. Der Harnstoff wird als flüssige Harnstoffwasserlösung über die Dosiereinrichtung 13 in den Abgasstrang 10 stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 eingespritzt. Die wässrige Harnstofflösung wird in einem Reduktionsmitteltank 14 bevorratet, aus dem die Lösung mittels einer Förderpumpe 15 über eine Druckleitung 16 der Dosiereinrichtung 13 zugeführt wird. Zur Überwachung der Stickoxidkonzentrationen sind stromaufwärts des SCR-Katalysators 12 ein Stickoxidsensor 17 und stromabwärts des SCR-Katalysators 12 ein Stickoxidsensor 18 vorgesehen. Die Steuerung der Dosierung und die Erfassung und Auswertung der Stickoxidwerte erfolgt in einer Auswerteeinheit 19, insbesondere in einer Steuereinheit des SCR-Katalysatorsystems oder einem Steuergerät der Brennkraftmaschine.
2 zeigt in schematischer Weise den zeitlichen Ablauf im Hinblick auf die Beladung des SCR-Katalysators mit NH₃ (NH₃ Load – unterer Teil) und im Hinblick auf den gemessenen SCR-Katalysatorwirkungsgrad (Measured SCR Efficiency – oberer Teil) bei einem Verfahren zur Überwachung des SCR-Katalysators. Dieses Überwachungsverfahren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren weiter verbessert. Bei dem Verfahren zur Überwachung des Katalysators wird die Fähigkeit des Katalysators zur Speicherung von NH₃ bzw. zur Absorption von NH₃ als Merkmal für die Alterung oder Schädigung des Katalysators verwendet. Im unteren Teil der Abbildung ist der zeitliche Verlauf der gespeicherten NH₃-Masse (NH₃ Load) im SCR-Katalysator gezeigt. In einer ersten Phase (Überdosierungsphase A) wird der SCR-Katalysator zunächst durch eine überstöchiometrische Reduktionsmitteldosierung bis zur maximal erreichbaren NH₃-Speicherung mit Reduktionsmittel befüllt. Hierdurch wird ein definierter Ausgangspunkt für das Diagnoseverfahren erreicht. Der Zeitpunkt, bei dem die maximale NH₃-Speicherung im SCR-Katalysator erreicht ist, ist mit 20 bezeichnet. Sobald die maximale Beladung mit NH₃ erreicht ist, kann kein weiteres NH₃ mehr gespeichert werden, sodass das weiterhin zudosierte NH₃ den SCR-Katalysator ungenutzt wieder verlässt. Der stromabwärts des SCR-Katalysators angeordnete Stickoxidsensor 18 erfasst dieses NH₃ aufgrund einer Querempfindlichkeit, sodass ein erhöhtes Stickoxidsignal messbar ist. Anschließend wird die Reduktionsmitteldosierung gegenüber einer Normaldosierung in einer Unterdosierungsphase B vermindert oder ausgeschaltet, sodass die gespeicherte NH₃-Masse durch die im SCR-Katalysator stattfindende NOx-Konvertierung allmählich wieder abgebaut wird (Entleertest). Während dieser Unterdosierungsphase wird der SCR-Wirkungsgrad auf der Basis der Stickoxidsignale der stromaufwärts und stromabwärts des SCR-Katalysators 12 angeordneten Stickoxidsensoren 17 und 18 erfasst und hieraus indirekt die nutzbare NH₃-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators ermittelt. Statt des gemessenen SCR-Wirkungsgrades, wie in 2 illustriert, können auch andere von der NOx-Konvertierungsrate des SCR-Katalysators abhängige Kennwerte analysiert werden. Die Kurve 21 zeigt das Verhalten eines neuen bzw. voll funktionsfähigen Katalysators mit ausreichender NH₃-Speicherfähigkeit (catalyst ok). Die Kurve 22 zeigt das Verhalten eines gealterten SCR-Katalysators mit mangelhafter NH₃-Speicherfähigkeit (catalyst NOT ok). Zum Ende der Überdosierungsphase A sinkt der gemessene SCR-Wirkungsgrad. Zu diesem Zeitpunkt steigt das Signal des stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten Stickoxidsensors 18 durch das nicht mehr im SCR-Katalysator speicherbare NH₃ an. Dieser Anstieg des Signals des querempfindlichen Stickoxidsensors drückt sich in der sinkenden gemessenen NOx-Konvertierungsrate (gemessener Wirkungsgrad) aus. Der Abfall des SCR-Wirkungsgrades, in der 2 mit 25 bezeichnet, zeigt das Ende der Überdosierungsphase A an. Daraufhin erfolgt der Übergang in die Unterdosierungsphase B, innerhalb derer Kennwerte ermittelt werden, die von der NOx-Konvertierungsrate abhängen und aus denen die nutzbare NH₃-Speicherfähigkeit indirekt ermittelt wird. Die Ermittlung dieser Kennwerte 26 ist in der 2 schematisch angedeutet.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht von diesen Überwachungsverfahren aus und verbessert hierbei die Schlupferkennung 25. Durch eine kontinuierliche Beobachtung und Bewertung des messbaren NOx-Umsatzes anhand insbesondere des stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten querempfindlichen Stickoxidsensors während der Überdosierungsphase A wird die Entstehung von NH₃-Schlupf bereits im Ansatz erkannt und bereits bei sehr geringen NH₃-Konzentrationen stromabwärts des SCR-Katalysators eine entsprechende Statusbotschaft generiert, sodass frühzeitig in die Unterdosierungsphase B übergegangen werden kann. Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die NH₃-Emissionen so gering wie möglich gehalten werden und dass der Punkt der maximalen NH₃-Speicherung im SCR-Katalysator so präzise wie möglich bestimmt wird, um einen sehr genauen und zuverlässigen Bezugspunkt für die in dem Entleertest (Unterdosierungsphase B) erfolgende Bestimmung von Kennwerten zur Analyse des SCR-Katalysators bzw. dessen NH₃-Speicherfähigkeit bereitstellen zu können.
Dieses Verfahren kann sowohl bei stationären, das heißt im Wesentlichen konstanten NOx-Rohemissionen, als auch bei dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen durchgeführt werden. Vorzugsweise werden hierfür ein oder mehrere geeignete Betriebsgrößen ausgewertet, um eine Bewertung der NOx-Rohemissionen im Hinblick auf stationäre oder instationäre Bedingungen vornehmen zu können. Abhängig von dem Vorliegen von stationären oder instationären NOx-Rohemissionen wird die Auswertung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung von NH₃-Schlupf vorgenommen.
3 illustriert die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei instationären, das heißt dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen. Gezeigt ist der zeitliche Verlauf des gemessenen SCR-Katalysatorwirkungsgrades (SCR-Efficiency – oberer Bereich) und dessen statistischer Auswertung (unterer Bereich) während der Überdosierungsphase A. Bei den hier vorliegenden, dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen ist eine Erkennung von NH₃-Schlupf aufgrund eines einzelnen Wirkungsgradeinbruches nicht möglich, da durch die schwankenden NOx-Signale stromaufwärts des SCR-Katalysators (NOx-Peaks) das Signal des gemessenen SCR-Wirkungsgrades kontinuierlich starken Schwankungen unterworfen ist. Ob der jeweils betrachtete Wirkungsgradeinbruch durch einen NOx-Peak oder durch NH₃-Schlupf hervorgerufen wurde, lässt sich durch die Querempfindlichkeit des stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten Stickoxidsensors nicht eindeutig zuordnen. Erfindungsgemäß wird daher der erfasste Wirkungsgradeinbruch dahingehend ausgewertet, dass der Wirkungsgradeinbruch nur dann als NH₃-Schlupf gewertet wird, wenn der Wirkungsgrad im Anschluss an den Wirkungsgradeinbruch nicht wieder deutlich ansteigt. Bleibt der Anstieg des Wirkungsgrades nach einem NOx-Peak aus, wird dies als Zeichen für einen NH₃-Schlupf gewertet. Um die Aussagesicherheit dieser Information zu erhöhen, erfolgt vorzugsweise eine statistische Auswertung, wie es im unteren Abschnitt der 3 angedeutet ist.
Der Verlauf 31 zeigt die Abfolge von mehreren Wirkungsgradeinbrüchen aufgrund von NOx-Peaks bei gleichzeitigem Vorliegen von NH₃-Schlupf an. Der Verlauf 32 zeigt den Verlauf von mehreren Wirkungsgradeinbrüchen aufgrund von NOx-Peaks ohne NH₃-Schlupf an. In beiden Fällen ist eine gewisse Erholung des Wirkungsgrades nachdem jeweiligen Wirkungsgradeinbruch erkennbar. Allerdings fällt diese Erholung bzw. dieser Anstieg des Wirkungsgrades bei gleichzeitig vorliegendem NH₃-Schlupf wesentlich geringer aus (Verlauf 31) als ohne NH₃-Schlupf (Verlauf 32). Bei einem im Wesentlichen gleichbleibenden oder im Wesentlichen sinkenden NOx-Umsatz (Verlauf 31), der einem Abfall des NOx-Umsatzes bzw. einem Wirkungsgradeinbruch folgt, wird also darauf geschlossen, dass ein NH₃-Schlupf vorliegt.
Eine statistische Auswertung dieser Verläufe kann mithilfe eines Zählers (Counter) erfolgen, wie es im unteren Abschnitt der 3 schematisch dargestellt ist. Hierbei wird der Wirkungsgradabfall und der anschließende Anstieg bewertet und je nach Ergebnis der Bewertung der Zähler erhöht oder vermindert. Wenn während einer applizierbaren Verzögerungszeit ein Abfall des SCR-Katalysatorwirkungsgrades registriert wird, so wird der Zähler erhöht. Dies ist in der 3 mit dem Verlauf 33 des Statistikzählers angedeutet. Der Wert, um den der Zähler erhöht wird, ist vorzugsweise in Abhängigkeit von der Abweichung des aktuell vorliegenden Wirkungsgrades zum bis dahin ermittelten Maximalwert des Wirkungsgrades applizierbar. Steigt der Wirkungsgrad nach dem Erreichen eines lokalen Minimums wieder an, so wird der Zählerwert zunächst konstant gehalten. Steigt der SCR-Wirkungsgrad nach dem Erreichen eines lokalen Minimums länger als durch eine applizierbare Verzögerungszeit vorgegeben an, so wird der Zählerwert wieder vermindert. In diesem Fall ist nicht von einem NH₃-Schlupf auszugehen, da sich der Wirkungsgrad nach jedem Abfall wieder erholt. Erreicht der Zählerwert eine vorgebbare Schwelle, in der 3 durch die strichpunktierte Linie 34 angedeutet, so wird auf das Vorliegen von NH₃-Schlupf geschlossen.
Die Erhöhung des Zählers kann davon abhängig gemacht werden, dass zusätzliche Bedingungen vorliegen, um so die Aussagesicherheit weiter zu erhöhen. Beispielsweise kann es als Bedingung vorgesehen sein, dass die Peakhöhe des jeweils letzten beobachteten NOx-Peaks, der stromaufwärts des SCR-Katalysators, messbar ist, unter einer applizierbaren Schwelle liegt, da es bei extrem hohen NOx-Peaks zu einem direkten NOx-Durchbruch durch den SCR-Katalysator kommen kann. Dieser Fall wird vorzugsweise von der erfindungsgemäßen Bewertung der Signale ausgeschlossen. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die NOx-Rohemissionen, die gemessen werden, ausreichend groß sein müssen, um Fehlberechnungen aufgrund der Sensor- oder Modelltoleranzen ausschließen zu können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007040439 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Überwachung eines SCR-Katalysators (12), bei dem die NH₃-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators (12) überwacht wird, wobei der SCR-Katalysator (12) zunächst mit einer überstöchiometrischen Reduktionsmitteldosierung bis zur maximalen NH₃-Speicherfähigkeit in einer Überdosierungsphase befüllt wird, anschließend mit einer gegenüber einer Normaldosierung verminderten oder ausgeschalteten Reduktionsmitteldosierung in einer Unterdosierungsphase beaufschlagt wird und während der Unterdosierungsphase durch Ermittlung wenigstens eines von der NOx-Konvertierungsrate abhängigen Kennwerts die NH₃-Speicherfähigkeit indirekt ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung eines NH₃-Schlupfes (25), der den Übergang von der Überdosierungsphase zu der Unterdosierungsphase anzeigt, eine den NOx-Umsatz charakterisierende Größe während der Überdosierungsphase kontinuierlich erfasst und bei einem Abfall des NOx-Umsatzes darauf geschlossen wird, dass ein NH₃-Schlupf (25) vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den NOx-Umsatz charakterisierende Größe auf der Basis von Messwerten zumindest eines stromabwärts des SCR-Katalysators (12) angeordneten NOx-Sensors (18) ermittelt wird, wobei die charakterisierende Größe vorzugsweise der Wirkungsgrad des SCR-Katalysators (12) ist, der vorzugsweise auf der Basis von Messwerten eines stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordneten NOx-Sensors (17) und Messwerten des stromabwärts des SCR-Katalysators angeordneten NOx-Sensors (18) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Überdosierungsphase kontinuierlich das Maximum des erfassten Wirkungsgrad des SCR-Katalysators (12) ermittelt wird und parallel die Abweichung des aktuell gemessenen Wirkungsgrades des SCR-Katalysators (12) von dem Maximum erfasst wird und auf einen NH₃-Schlupf (25) geschlossen wird, wenn die Abweichung einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatortemperatur während der Erfassung der den NOx-Umsatz charakterisierenden Größe erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Voraussetzung für die Erkennung eines NH₃-Schlupfs (25) geprüft wird, ob die zeitliche Änderung des stromabwärts des SCR-Katalysators erfassbaren NOx-Massenstroms über einem vorgebbaren Schwellenwert liegt und/oder ob die stromaufwärts und/oder stromabwärts des SCR-Katalysators erfassbaren NOx-Massenströme über einem vorgebbaren Schwellenwert liegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei im Wesentlichen stationären NOx-Rohemissionen durchgeführt wird, wobei zur Bewertung, ob stationäre Bedingungen vorliegen, vorzugsweise die zeitliche Änderung des Abgasmassenstroms und/oder des NOx-Massenstroms und/oder motornaher Größen, insbesondere der Motordrehzahl und/oder der Einspritzmenge, herangezogen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei im Wesentlichen stationären NOx-Rohemissionen durchgeführt wird, wobei auf stationäre NOx-Rohemissionen geschlossen wird, wenn die zeitliche Änderung der den NOx-Umsatz repräsentierenden Größe unter einem vorgebbaren Schwellenwert liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, falls während der Überdosierungsphase ein Übergang von dynamischen zu stationären NOx-Rohemissionen feststellbar ist, der Rückschluss auf einen NH₃-Schlupf (25) erst nach einem vorgebbaren Zeitintervall erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Wesentlichen bei dynamisch schwankenden NOx-Rohemissionen durchgeführt wird, wobei bei einem erneuten Anstieg des NOx-Umsatzes, der einem Abfall des NOx-Umsatzes folgt (32), darauf geschlossen wird, dass kein NH₃-Schlupf vorliegt und dass bei einem im Wesentlichen gleichbleibenden oder im Wesentlichen sinkenden NOx-Umsatz, der einem Abfall des NOx-Umsatzes folgt (31), darauf geschlossen wird, dass ein NH₃-Schlupf vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwankungen des NOx-Umsatzes statistisch ausgewertet werden (33).
Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein sinkender, ein gleichbleibender und ein ansteigender NOx-Umsatz, der einem Abfall des NOx-Umsatzes folgt, durch Erhöhung oder Verminderung eines Zählers (33) statistisch bewertet wird und dass auf einen NH₃-Schlupf erst dann geschlossen wird, wenn ein vorgebbarer Schwellenwert (34) für den Zähler erreicht und/oder überschritten ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert, um den der Zähler erhöht oder vermindert wird, in Abhängigkeit von der Größe der Änderung der den NOx-Umsatz charakterisierenden Größe vorgebbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Aussagekraft des Rückschlusses auf einen NH₃-Schlupf als Voraussetzung geprüft wird, ob der Abfall des NOx-Umsatzes unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwerts liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob stationäre NOx-Rohemissionen oder dynamisch schwankende NOx-Rohemissionen vorliegen und abhängig davon die Auswertung zum Rückschluss auf einen NH₃-Schlupf vorgenommen wird.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführt, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (19) abläuft.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät (19) ausgeführt wird.