DE102011010011A1 - Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102011010011A1
DE102011010011A1 DE102011010011A DE102011010011A DE102011010011A1 DE 102011010011 A1 DE102011010011 A1 DE 102011010011A1 DE 102011010011 A DE102011010011 A DE 102011010011A DE 102011010011 A DE102011010011 A DE 102011010011A DE 102011010011 A1 DE102011010011 A1 DE 102011010011A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aftertreatment
oxidation catalyst
effectiveness
catalyst
hydrocarbons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011010011A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011010011B4 (de
Inventor
Olaf Friedrichs
Daniel Hess
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.)
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
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 IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr filed Critical IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority to DE102011010011A priority Critical patent/DE102011010011B4/de
Publication of DE102011010011A1 publication Critical patent/DE102011010011A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011010011B4 publication Critical patent/DE102011010011B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/18—Exhaust 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
    • F01N3/20—Exhaust 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
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/18—Exhaust 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
    • F01N3/20—Exhaust 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
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402—Exhaust gas composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1626—Catalyst activation temperature
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

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

Abstract

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bewährte und robuste Diagnoseverfahren des jeweiligen Katalysatorentyps miteinander kombiniert werden, um zu separieren, welcher der beiden Katalysatoren fehlerhaft ist. Vorteilhaft kann so differenziert der jeweilige Fehler angezeigt und gezielt der entsprechende Katalysator getauscht werden. In Fortführung des erfindungemäßen Ansatzes der kombinierten Auswertung der Diagnoseergebnisse des Oxidationskatalysators und des SCR-Katalysators kann auch eine Diagnose der Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas erfolgen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Zur Minderung des Anteils an Stickoxid im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine ist es vorbekannt, einen Oxidationskatalysator und einen Katalysator mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR) zu verwenden. Mittels des Oxidationskatalysators wird ein bestimmtes Verhältnis von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid eingestellt. Insbesondere kann ein Verhältnis von 1:1 (NO/NO2) eingestellt werden. Ein solches Verhältnis ist optimal für eine selektive katalytische Reduktion am nachgeschalteten SCR-Katalysator in Gegenwart eines Reduktionsmittels. Das flüssige oder gasförmige Reduktionsmittel wird, wie allgemein bekannt, mittels eines Injektors stromauf des SCR-Katalysators dem Abgas beigemischt. Bei einem derartigen Abgasnachbehandlungssystem kann eine Vielzahl von Fehlern auftreten. Der Oxidationskatalysator kann geschädigt sein, so dass nicht mehr das gewünschte Verhältnis von NO/NO2 eingestellt werden kann. Der SCR-Katalysator kann geschädigt sein, so dass keine ausreichende selektive katalytische Reduktion mehr erfolgen kann. Das Reduktionsmittel kann nicht die richtige Qualität aufweisen, so dass ebenfalls keine ausreichende selektive katalytische Reduktion mehr erfolgen kann. Der Injektor für das Reduktionsmittel kann defekt oder verschmutzt sein, so dass nicht der vorgesehene Anteil an Reduktionsmittel dem Abgas beigemischt wird und ebenfalls keine ausreichende selektive katalytische Reduktion mehr erfolgen kann.
  • In der US7134273 wird ein Verfahren zur Diagnose eines derartigen Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine beschrieben. Zum einen erfolgt eine Diagnose, ob der Oxidationskatalysator noch ein bestimmtes Verhältnis von NO/NO2 liefert. Dazu erfolgt in Abhängigkeit von dem Signal eines NOx-Sensors, der stromab des SCR-Katalysators angeordnet ist, eine Berechnung des Verhältnisses von NO/NO2, das stromab des Oxidationskatalysators vorliegt. Zum anderen erfolgt eine Diagnose, ob der SCR-Katalysator geschädigt ist. Hierzu wird zunächst eine bestimmte Zusammensetzung des Abgases vor Eintritt in den Oxidationskatalysator eingestellt, insbesondere ein bestimmtes Verhältnis von NO/NO2. Dies erfolgt durch Einstellung von Betriebsparametern, etwa dem Einspritztiming, der Abgasrückführrate oder ähnlichem. Anschließend erfolgt in Abhängigkeit von dem Signal eines NOx-Sensors, der stromauf und eines NOx-Sensors der stromab des SCR-Katalysators angeordnet ist, eine Überprüfung, ob der SCR-Katalysator noch befriedigend arbeitet.
  • Nachteilig ist hierbei, dass eine Berechnung des Verhältnisses von NO/NO2 erfolgt, das stromab des Oxidationskatalysators vorliegt. Derartige Berechnungen gehen immer von bestimmten Annahmen aus, so dass stets eine gewisse Ungenauigkeit vorliegt. Ferner beinhaltet das Signal des NOx-Sensors, der stromab des SCR-Katalysators angeordnet ist, auch Informationen über den Zustand des SCR-Katalysators, so dass nicht sicher unterschieden werden kann, welcher der beiden Katalysatoren beeinträchtigt ist. Nachteilig ist weiterhin, dass die Einstellung einer bestimmten Zusammensetzung des Abgases zur Diagnose des SCR-Katalysators auf Basis von Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine in der Regel nur gesteuert möglich ist, beispielsweise mittels Kennfeldern. Ob eine derartige Steuerung langzeitstabil arbeitet, ist fraglich. Ferner ist nicht offenbart, wie erkannt werden kann, ob der Injektor für das Reduktionsmittel noch korrekt arbeitet bzw. ob die Qualität des Reduktionsmittels selbst mangelhaft ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Abgasnachbehandlungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Oxidationskatalysator zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen und zur Bereitstellung eines bestimmten Verhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid am Austritt des Oxidationskatalysators und mit einem SCR-Katalysator zur Nachbehandlung von Stickoxiden sowie mit einer Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas eine Erkennung von Fehlfunktionen mit folgenden Schritten erfolgt:
    • a.) Bestimmung der Wirksamkeit des SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Stickoxiden,
    • b.) Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen oder Bestimmung des Ansprechverhaltens des Oxidationskatalysators,
    • c.) kombinierte Auswertung der Ergebnisse unter Punkt a.) und b.)
    und
    • – Erkennung einer Fehlfunktion des Oxidationskatalysators zur Bereitstellung eines bestimmten Verhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid am Austritt des Oxidationskatalysators, wenn die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet und die Wirksamkeit des SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert unterschreitet,
    • – Erkennung einer Fehlfunktion des SCR-Katalysators, wenn die Wirksamkeit des SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert unterschreitet und die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert nicht unterschreitet.
  • Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, bewährte und robuste Diagnoseverfahren des jeweiligen Katalysatorentyps miteinander zu kombinieren, um zu separieren, welcher der beiden Katalysatoren fehlerhaft ist. Vorteilhaft kann so differenziert der jeweilige Fehler angezeigt und gezielt der entsprechende Katalysator getauscht werden. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft möglich, den Hinweis, dass der Oxidations-Katalysator nicht korrekt arbeitet, gesondert zu priorisieren, also gegenüber anderen Fehlern höher zu wichten und beispielsweise schneller anzuzeigen, d. h. schon nach Erreichen einer vergleichsweise kleinen Anzahl an wiederholten Fehlererkennungen sichtbar zu machen, da bei Verwendung von schwefelhaltigem Kraftstoff und nicht mehr korrekt eingestelltem Verhältnis von NO zu NO2 besonders schnell der SCR-Katalysator geschädigt werden kann, siehe US7134273 , wo diese Problematik beschrieben ist. Außerdem führen die im Fall eines fehlerhaften Oxidations-Katalysators überdurchschnittlich vielen unverbrannten Kohlenwasserstoffe beim Eintritt in den SCR-Katalysator ebenfalls zu einer gewissen Vergiftung des SCR-Katalysators, was zumindest bei höheren Temperaturen wieder reversibel ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Verfahren zur Diagnose eines Oxidationskatalysators und eines SCR-Katalysators bewährt und sehr robust sind. Erfindungsgemäß vorteilhaft werden einfach nur diese erprobten Überwachungssysteme geschickt miteinander kombiniert. Insbesondere erfolgt gegenüber der US7134273 keine Vorsteuerung irgendwelcher Randbedingungen, wie einer bestimmten Abgaszusammensetzung, um die erfindungsgemäße Fehlerseparation vorzunehmen. Von Vorteil ist es außerdem, dass nur zwei NOx-Sensoren notwendig sind. Natürlich kann jedes beliebige dem Fachmann bekannte Verfahren zur Diagnose des Wirkungsgrades des SCR- bzw. des Oxidationskatalysators im Rahmen der erfindungsgemäßen Kombination eingesetzt werden. In Fortführung des erfindungemäßen Ansatzes der kombinierten Auswertung der Diagnoseergebnisse des Oxidationskatalysators und des SCR-Katalysators kann auch eine Diagnose der Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas erfolgen. Und zwar, wenn die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet und die Wirksamkeit des SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert unterschreitet, wird im weiteren Verlauf eine Variation der zugeführten Menge von Reduktionsmittel zu dem Abgas durchgeführt. Hat diese Variation zur Folge, dass die Wirksamkeit des SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert anschließend nicht mehr unterschreitet, kann eine Fehlfunktion der Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas isoliert werden. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren auch angesichts der Besonderheit verwendbar, dass es nicht unbedingt einen proportionalen Zusammenhang zwischen der Wirksamkeit der Oxidation von Kohlenwasserstoffen und der Oxidation von Stickoxiden am Oxidationskatalysator gibt. D. h., wenn die mittels eines bekannten Verfahrens bestimmte Wirksamkeit der Oxidation von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet, kann eine ausreichende Wirksamkeit der Oxidation von Stickoxiden noch gegeben sein. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert dennoch, da in dem vorgenannten Fall die unverbrannten Kohlenwasserstoffe „durchbrechen” und den nachgeschalteten SCR-Katalysator beeinträchtigen, was erfindungsgemäß vorteilhaft durch die kombinierte Betrachtung der Resultate der Diagnoseverfahren mit detektiert wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen und dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
  • Dabei zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine,
  • 2: ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Wie in 1 gezeigt, ist eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem Abgasnachbehandlungssystem 2 verbunden. Das Abgasnachbehandlungssystem 2 umfasst einen Oxidationskatalysator 3 und einen nachgeschalteten SCR-Katalysator 4. Mittels eines Injektors 5 kann Reduktionsmittel dem Abgas hinzugefügt werden. Wie aus dem Stand der Technik vorbekannt, kann der Oxidationskatalysator 3 auf seine Wirksamkeit überwacht werden. Beispielsweise ist in der DE2444334 ein Verfahren offenbart, bei dem die Wirksamkeit eines Oxidationskatalysators 3 auf Grundlage einer Zeitmessung bestimmt wird. Dabei wird der Oxidationskatalysator 3 durch einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch zunächst mit Sauerstoff geladen. Dann wird die Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem reichen Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben, wodurch der im Oxidationskatalysator 3 gespeicherte Sauerstoff aufgebraucht wird. Solange der Oxidationskatalysator 3 noch Sauerstoff an das ihm zugeführte Abgas zuführen kann, weist das von ihm ausgegebene Abgas ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Gemisch auf. Die Bestimmung des aktuellen Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt mittels eines stromab des Oxidationskatalysators 3 vorgesehenen allgemein bekannten Restsauerstoff-Sensors 6. Sobald jedoch der Sauerstoff aufgebraucht ist, wird am Ausgang des Oxidationskatalysators 3 ein reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch gemessen. Die Zeitspanne zwischen dem Beginn des Betriebs mit einem reichen Kraftstoff-Luft-Gemisch und dem Zeitpunkt, zu dem dies am Ausgang des Oxidationskatalysators 3 erkannt wird, ist ein Maß für den Alterungszustand des Oxidationskatalysators 3. Je kürzer diese Zeitspanne ist, desto stärker ist der Oxidationskatalysator 3 gealtert, d. h. die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen unterschreitet einen Grenzwert. Erfindungsgemäß können auch andere Verfahren herangezogen werden, um zu bestimmen, ob die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet. Alternativ kann beispielsweise bestimmt werden, wie das Ansprechverhalten des Oxidationskatalysators 3 ist. Das Ansprechverhalten kann z. B. in Form einer Bestimmung der Anspringtemperatur analysiert werden, in der Fachsprache auch als Light-Off-Temperatur bezeichnet. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE 10 2008 057 814 beschrieben. Demgemäß erfolgt die Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen in Abhängigkeit einer aktuell ermittelten Anspringtemperatur des Oxidationskatalysators 3 und einer Referenz-Anspringtemperatur des Oxidationskatalysators 3. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist es lediglich, dass eine Information zur Bewertung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen bereitsteht. Weiterhin ist stromaufwärts des SCR-Katalysators 4 ein erster NOx-Sensor 7 vorgesehen. Ausserdem ist stromabwärts des SCR-Katalysators 4 ein zweiter NOx-Sensor 8 vorgesehen. Auf Grundlage der beiden NOx-Sensoren 7, 8 kann die Wirksamkeit des SCR-Katalysators 4 zur Nachbehandlung von Stickoxiden bestimmt werden, wie allgemein bekannt. 2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In S1 wird das erfindungsgemäße Verfahren gestartet und es erfolgt in S2 eine Bestimmung der Wirksamkeit des SCR-Katalysators 4 zur Nachbehandlung von Stickoxiden und eine Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen. In S3 erfolgt eine Prüfung, ob die Wirksamkeit des SCR-Katalysators 4 zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen bestimmten Grenzwert unterschreitet. Liegt keine Grenzwertunterschreitung vor, erfolgt ein Rücksprung zu S2. Liegt eine Grenzwertunterschreitung vor, erfolgt ein Sprung zu S4. In S4 erfolgt eine Prüfung, ob die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet. Liegt eine derartige Grenzwertunterschreitung vor, erfolgt ein Sprung zu S5. In S5 erfolgt ein Setzen eines Fehlers, der darauf hinweist, dass eine Fehlfunktion des Oxidationskatalysators 3 zur Bereitstellung eines bestimmten Verhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid am Austritt des Oxidationskatalysators 3 vorliegt. Ergibt die Prüfung in S4, dass die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen keinen Grenzwert unterschreitet, aber eben die Wirksamkeit des SCR-Katalysators 4 zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert unterschreitet, erfolgt ein Sprung zu S6. In S6 erfolgt ein Setzen eines Fehlers, der darauf hinweist, dass eine Fehlfunktion des SCR-Katalysators 4 zur Nachbehandlung von Stickoxiden vorliegt. Mit anderen Worten erfolgt erfindungsgemäß insofern eine kombinierte Auswertung der Resultate der Prüfung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators 3 und der Wirksamkeit des SCR-Katalysators 4, dass in S4 gemäß 2 diese Resultate einander gegenüber gestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7134273 [0003, 0007, 0007]
    • DE 2444334 [0012]
    • DE 102008057814 [0012]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems (2) einer Verbrennungskraftmaschine (1) mit einem Oxidationskatalysator (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen und zur Bereitstellung eines bestimmten Verhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid am Austritt des Oxidationskatalysators (3) und mit einem SCR-Katalysator (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden sowie mit einer Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennung von Fehlfunktionen mit folgenden Schritten erfolgt: a.) Bestimmung der Wirksamkeit des SCR-Katalysators (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden, b.) Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen, c.) kombinierte Auswertung der Ergebnisse unter Punkt a.) und b.) und – Erkennung einer Fehlfunktion des Oxidationskatalysators (3) zur Bereitstellung eines bestimmten Verhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid am Austritt des Oxidationskatalysators (3), wenn die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet und die Wirksamkeit des SCR-Katalysators (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert unterschreitet, – Erkennung einer Fehlfunktion des SCR-Katalysators (4), wenn die Wirksamkeit des SCR-Katalysators (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert unterschreitet und die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert nicht unterschreitet.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen in Punkt b.) das Ansprechverhalten des Oxidationskatalysators (3) bestimmt und einer Grenzwertbetrachtung unterzogen wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet, gegenüber anderen Fehlern eine höhere Wichtung diese Fehlers erfolgt und dieser Fehler schneller angezeigt wird oder dieser Fehler schon nach Erreichen einer vergleichsweise kleinen Anzahl an wiederholten Fehlererkennungen sichtbar gemacht wird.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wirksamkeit des SCR-Katalysators (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden in Abhängigkeit eines stromaufwärts des SCR-Katalysators (4) vorgesehenen ersten NOx-Sensors (7) und eines stromabwärts des SCR-Katalysators (4) vorgesehenen zweiten NOx-Sensors (8) erfolgt.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen in Abhängigkeit des Signals eines stromab des Oxidations-Katalysators (3) vorgesehenen Restsauerstoff-Sensors (6) erfolgt.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen in Abhängigkeit einer aktuell ermittelten Anspringtemperatur des Oxidationskatalysators (3) und einer Referenz-Anspringtemperatur des Oxidationskatalysators (3) erfolgt.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch eine Diagnose der Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas erfolgt, dass wenn die Wirksamkeit des Oxidationskatalysators (3) zur Nachbehandlung von Kohlenwasserstoffen einen Grenzwert unterschreitet und die Wirksamkeit des SCR-Katalysators (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden ebenfalls einen Grenzwert unterschreitet, im weiteren Verlauf eine Variation der zugeführten Menge von Reduktionsmittel zu dem Abgas durchgeführt wird und wenn diese Variation zur Folge hat, dass die Wirksamkeit des SCR-Katalysators (4) zur Nachbehandlung von Stickoxiden einen Grenzwert anschließend nicht mehr unterschreitet, eine Fehlfunktion der Zufuhr von Reduktionsmittel zu dem Abgas isoliert wird.
DE102011010011A 2011-02-02 2011-02-02 Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine Expired - Fee Related DE102011010011B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011010011A DE102011010011B4 (de) 2011-02-02 2011-02-02 Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011010011A DE102011010011B4 (de) 2011-02-02 2011-02-02 Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011010011A1 true DE102011010011A1 (de) 2012-08-02
DE102011010011B4 DE102011010011B4 (de) 2013-02-28

Family

ID=46511416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011010011A Expired - Fee Related DE102011010011B4 (de) 2011-02-02 2011-02-02 Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011010011B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110905637A (zh) * 2019-11-28 2020-03-24 上海星融汽车科技有限公司 Scr系统催化器工作效率实时检测提醒方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2444334A1 (de) 1974-09-17 1976-03-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der aktivitaet von katalytischen reaktoren
DE19841267C1 (de) * 1998-09-09 2000-03-02 Siemens Ag Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose und fahrzeugeigenes Fehlerdiagnosesystem
US7134273B2 (en) 2002-09-04 2006-11-14 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission control and diagnostics
DE102007060421A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-25 Audi Ag Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung
DE102008057814A1 (de) 2008-11-18 2010-05-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Bewertung des Konvertierungsverhaltens eines Katalysators im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2444334A1 (de) 1974-09-17 1976-03-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der aktivitaet von katalytischen reaktoren
DE19841267C1 (de) * 1998-09-09 2000-03-02 Siemens Ag Verfahren zur Durchführung einer Fehlerdiagnose und fahrzeugeigenes Fehlerdiagnosesystem
US7134273B2 (en) 2002-09-04 2006-11-14 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission control and diagnostics
DE102007060421A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-25 Audi Ag Verfahren zur Bewertung eines aus wenigstens zwei Katalysatoren bestehenden Katalysatorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie zugehörige Mess- und Diagnoseeinrichtung
DE102008057814A1 (de) 2008-11-18 2010-05-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Bewertung des Konvertierungsverhaltens eines Katalysators im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110905637A (zh) * 2019-11-28 2020-03-24 上海星融汽车科技有限公司 Scr系统催化器工作效率实时检测提醒方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011010011B4 (de) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014114587B4 (de) Controller zur diagnose einer vorrichtung für selektive katalytische reduktion ("scr") in einem abgasbehandlungssystem eines verbrennungsmotors
DE102012205464B4 (de) VERFAHREN ZUR DIAGNOSE VON FAHRZEUG-NOx-SENSORENFEHLERN
EP1336039B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasnachbehandlungssystems
DE102015103547B4 (de) Abgasbehandlungssystem und elektronisches steuermodul
DE102013209487B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
EP1426575A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102011000153A1 (de) Verfahren zur Diagnose einer Abgasnachbehandlung
DE102009046433A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage
DE102012218728A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Speicherkatalysators einer Brennkraftmaschine
DE102013012575A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Wirkungsgrades einer Abgasreinigungsvorrichtung
DE102013203580A1 (de) Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems
DE102011004557A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102011003084A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage
DE102016203227A1 (de) Verfahren zur Diagnose eines Abgasnachbehandlungssystems für eine Brennkraftmaschine
DE102016200158A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102015200751B4 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102016210143B4 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Alterungszustands eines NOx-Speicherkatalysators einer Abgasnachbehandlungsanlage eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung
EP2923048B1 (de) Verfahren zum überwachen der bildung von stickstoffdioxid an einem oxidationskatalysator und abgasanlage
DE102008008985B4 (de) Verfahren zur OSC-basierten Diagnose eines Katalysators
DE102015200762A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors sowie Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage
DE102014202035A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Stickoxid-Speicher-Katalysators
DE102011010011B4 (de) Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen des Abgasnachbehandlungssystems einer Verbrennungskraftmaschine
DE102008023893B4 (de) Verfahren zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit einer Sprungsonde
DE102014209972A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bewerten des Alterungszustandeseines NOx-Speicherkatalysators
DE102015119249B4 (de) Verfahren zur gezielten Generierung von NH3 während des Regenerationsvorgangs eines NOx-Speicherkatalysators

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130529

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