DE102011057051A1 - System und verfahren zum detektieren einer verschmutzung durch einen giftstoff für die abgasanlage eines fahrzeugs - Google Patents

System und verfahren zum detektieren einer verschmutzung durch einen giftstoff für die abgasanlage eines fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Ein System zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs kann aufweisen: einen Temperatursensor, der an der Abgas-Strömungsleitung angeordnet ist und ein Katalysatormaterial aufweist, welches eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff in dem Abgas verursacht, und eine Steuervorrichtung, welche einen Standard-Temperaturwert des Temperatursensors speichert und derart arbeitet, dass des Abgas unter Kontrolle einer Motorsteuereinheit erwärmt werden kann, wenn der Temperaturwert um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert abfällt, und dass bestimmt werden kann, dass das Katalysatormaterial sich verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert nach dem Erwärmen kleiner ist als der Standard-Temperaturwert, so dass der Standard-Temperaturwert durch den gemessenen Temperaturwert ersetzt werden kann. Ferner ist ein Detektionsverfahren beschrieben, welches das System verwendet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung oder Verunreinigung durch einen Giftstoff für eine Abgasanlage oder Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs, welche die Verschlechterung der Funktion einer Katalysatorvorrichtung automatisch minimieren, welche verantwortlich ist für eine Abgasreinigung während einer Verbrennung und des Ausstoßens einer Schwefelkomponente, welche im Abgas enthalten ist, beim Fahren eines Fahrzeugs.
  • Beschreibung verwandter Technik
  • Üblicherweise, um Effekte der vorliegenden Erfindung zu erzielen betreffend ein System und Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff in einer Abgasanlage eines Fahrzeugs, welche die Verschlechterung der Funktion einer Katalysatorvorrichtung automatisch minimieren, welche verantwortlich ist für eine Abgasreinigung während einer Verbrennung und des Ausstoßens einer Schwefelkomponente, welche in dem Abgas enthalten ist, beim Fahren eines Fahrzeugs, wurden Techniken eingeführt zum Detektieren der Vergiftung eines Katalysators durch Montage eines Temperatursensors stromaufwärts des Katalysators eines Abgassystems und durch Überwachen einer Differenz des Wärmewerts vor und nach einer Vergiftung des Katalysators.
  • Ferner wird ein Signal in Antwort auf eine solche Detektion zu einer Motorsteuereinheit (ECU) übermittelt, so dass Zustände von dem Abgas gesteuert werden, um das Gift von dem Katalysator zu eliminieren, wodurch die Funktion des Katalysators wieder hergestellt wird.
  • Insbesondere wird in herkömmlichen Techniken auf die Oberfläche des Temperatursensors ein Katalysator oder Adsorptionsmittel angewandt, welche eine exotherme Reaktion mit einem Reaktionsmaterial, das in dem Gas enthalten ist, verursachen.
  • Wenn der Katalysator oder das Adsorptionsmittel eine exotherme Reaktion mit dem Reaktionsmaterial des Gases an dem Temperatursensor verursachen, wird die durch die exotherme Reaktion angehobene Temperatur mittels des Temperatursensors detektiert. Anschließend kommt der mit Schwefel vergiftete Katalysator bzw. des Adsorptionsmittel mit dem Abgas in Kontakt, wodurch die Temperatur abgesenkt wird, und eine derartige Differenz der Temperatur wird beziffert/quantifiziert, um den Zustand einer Verschmutzung, welche durch Schwefel verursacht ist, zu detektieren, und anschließend wird in einem Verbrennungsmotor ein ausreichender Kraftstoffzustand ausgeführt, und der Okklusionsgiftstoff wird hierdurch abgetrennt bzw. entfernt.
  • Jedoch sind diese Verfahren problematisch, da die Verschlechterung der Erwärmungsfunktion des Temperatursensors stärker durch den herabgesetzten Erwärmungswert infolge einer thermischen Verschlechterung des Katalysators oder infolge von Verstopfungsmaterial auf der Oberfläche des Sensors beeinflusst wird als durch die Verschmutzung mit dem Giftstoff, wodurch es schwierig wird, lediglich eine Verschmutzung mit dem Giftstoff zu detektieren.
  • Daher sind Techniken erforderlich, welche einen Temperatursensor und einen Katalysator verwenden, wobei Verschlechterungsfaktoren/Alterungsfaktoren entfernt werden und lediglich die tatsächlichen Faktoren festgestellt werden, welche eine Abnahme der Wärme mit sich bringen, die aus der Verschmutzung durch einen Giftstoff resultiert, um die Verschmutzung genau detektieren zu können.
  • Diese verwandte Technik wird lediglich verwendet/beschrieben, um das Verständnis von dem Hintergrund der Erfindung zu verbessern, und sollte nicht als herkömmliche Technik angesehen werden, welche dem Fachmann bekannt ist.
  • Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Information den Stand der Technik formt, der Fachleuten bereits bekannt ist.
  • KURZE ZUSAMNENFASSUNG
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein System und ein Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung mit einem Giftstoff für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs bereitzustellen, wobei die Funktion eines Katalysators maximal aufrecht erhalten wird, sogar ohne das Durchführen irgendeines zusätzlichen Betriebs, wodurch der Ausstoß von Gas reduziert und das umweltfreundliche Fahrzeugimage verbessert wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Detektieren einer Verschmutzung oder Verunreinigung durch einen Giftstoff für eine Abgasanlage oder Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs aufweisen: einen Temperatursensor, der an einer Abgas-Strömungsleitung (oder an einem Abgas-Strömungspfad) vorgesehen ist und ein Katalysatormaterial hat, welches eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff in dem Abgas verursacht/auslöst bzw. begünstigt, und eine Steuervorrichtung, welche einen Standard-Temperaturwert oder Norm-Temperaturwert (Ti) des Temperatursensors speichert und eingerichtet ist, um das Abgas unter Kontrolle bzw. Steuerung einer Motorsteuereinheit zu erwärmen, wenn ein Temperaturwert um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert (Ti) abfällt, und um zu bestimmen, dass das Katalysatormaterial sich verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert (Ta) nach dem Erwärmen kleiner ist als der Standard-Temperaturwert (Ti) oder wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Temperaturwert (Ta) und einem Höchst-Temperaturwert (Tp), welcher bestimmt wird, wenn S-Komponenten sich an einem Katalysator des Temperatursensors ansammeln, nicht gleich einer Differenz zwischen dem Standard-Temperaturwert (Ti) und dem Höchst-Temperaturwert (Tp) ist, so dass der Standard-Temperaturwert (Ti) durch den gemessenen Temperaturwert (Ta) ersetzt wird.
  • Der Schmutzstoff kann eine Schwefel(S)-Komponente sein, und das Katalysatormaterial kann eine Palladium(Pd)-Komponente oder eine Platin(Pt)-Komponente sein oder aufweisen.
  • Der Standard-Temperaturwert ist ein Temperatur-Mess-Wert des Temperatursensors, der in einem anfänglichen Abgas gemessen wird.
  • Die Steuervorrichtung führt zumindest zwei Messungen durch, um gemessene Temperaturwerte zu erhalten, und vergleicht einen Durchschnittswert der gemessenen Temperaturwerte mit dem Standard-Temperaturwert.
  • Die Steuervorrichtung sendet ein Warnsignal, wenn ein Zeitzyklus des Nachfragens eines Erwärmens des Abgases durch die Motorsteuereinheit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verkürzt wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren des Detektierens einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs aufweisen: Messen und Speichern eines Standard-Temperaturwerts eines Temperatursensors, welcher an einer Abgas-Strömungsleitung vorgesehen ist und ein Katalysatormaterial hat, welches eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff verursacht (S100), Erwärmen des Abgases unter Kontrolle bzw. Steuerung einer Motorsteuereinheit, wenn ein Temperaturwert des Temperatursensors um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert abfällt (S300), und Bestimmen, dass sich das Katalysatormaterial verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert (Ta) nach dem Erwärmen des Abgases kleiner ist als der Standard-Temperaturwert (Ti) oder wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Temperaturwert (Ta) und einem Höchst-Temperaturwert (Tp), welcher bestimmt wird, wenn S-Komponenten sich an einem Katalysator des Temperatursensors ansammeln, nicht gleich einer Differenz zwischen dem Standard-Temperaturwert (Ti) und dem Höchst-Temperaturwert (Tp) ist, so dass der Standard-Temperaturwert (Ti) durch den gemessenen Temperaturwert (Ta) ersetzt wird (S600).
  • Der Standard-Temperaturwert kann ein Temperatur-Mess-Wert des Temperatursensors sein, der in einem anfänglichen Abgas gemessen wird.
  • Zumindest zwei Messungen werden durchgeführt, um gemessene Temperaturwerte zu erhalten, und ein Durchschnittswert der gemessenen Temperaturwerte wird mit dem Standard-Temperaturwert verglichen.
  • Das Verfahren kann ein Warnen des Fahrers aufweisen, wenn ein Zeitzyklus des Anforderns eines Erwärmens des Abgases durch die Motorsteuereinheit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verkürzt wird.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail angeführt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches ein System zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Diagramm, welches die Abgastemperatur zeigt, um des System zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs zu erläutern, welches in 1 gezeigt ist.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Detektionsverfahren zeigt, welches das System zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs verwendet, welches in 1 gezeigt ist.
  • Es sollte verständlich sein, dass die angehängte Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu ist, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellt, welche illustrativ sind für die wesentlichen Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die verschiedenen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden zum Teil durch die im Besonderen beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
  • In den verschiedenen Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung gezeigt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
  • Im Folgenden werden mit Bezug auf die angehängte Zeichnung ein System und ein Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasvorrichtung/Abgasanlage eines Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 zeigt ein System zum Detektieren der Verschmutzung mit einem Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist ein Diagramm, welches die Temperatur von Abgas zeigt, um das System zum Detektieren der Verschmutzung mit einem Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs aus 1 zu erläutern.
  • Das System zum Detektieren der Verschmutzung mit dem Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs umfasst gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Temperatursensor 100, welcher an der Abgas-Strömungsleitung vorgesehen ist und ein Katalysatormaterial hat, welches eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff in dem Abgas verursacht, und eine Steuervorrichtung 200, welche einen Standard-Temperaturwert des Temperatursensors 100 speichert und welche eingerichtet ist, um das Abgas unter Kontrolle einer ECU 300 zu erwärmen, wenn der Temperaturwert um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert abfällt, und um zu bestimmen, dass das Katalysatormaterial sich verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert nach dem Erwärmen kleiner ist als der Standard-Temperaturwert, so dass der Standard-Temperaturwert durch den gemessenen Temperaturwert ersetzt wird.
  • Die Abgasanlage/Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs kann auf verschiedene Weise konfiguriert sein, und spezifische Beispiele davon sind wie folgt:
    nur DOC (Dieseloxidationskatalysator)
    DOC + DPF (Dieselpartikelfilter)
    (DOC) + LNT (Mager-NOx-Falle) + DPF
    DOC + DPF + SCR (selektive katalytische Reduktion)
    DOC + SCR + DPF
    TWC (Dreiwegekatalysator) + DOC + LNT + DPF + SCR
    DOC + DPF + LNT
  • Die obige Abgasvorrichtung ist bereits bekannt, und eine detaillierte Beschreibung davon wird ausgelassen. Der Temperatursensor ist gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stromaufwärts oder stromabwärts der Abgasvorrichtung montiert und konfiguriert, um Wärme des Katalysators, der auf den Temperatursensor angewandt/aufgebracht ist, zu messen.
  • Zum Beispiel kann angenommen werden, dass der Schmutzstoff eine Schwefel(S)-Komponente ist, wobei das Katalysatormaterial eine Palladium(Pd)-Komponente oder eine Platin(Pt)-Komponente ist. In dem Fall einer S-Komponente verursacht ein Pd- oder Pt-Katalysator eine exotherme Reaktion, welche durch eine Oxidation Wärme freigibt. Insbesondere, wenn ein Abgas erzeugt wird, reagiert die S-Komponente, welche in dem Abgas enthalten ist, mit dem Pd des Temperatursensors, um Wärme zu erzeugen, gefolgt von einer Messung dieser Wärme, wonach von der Steuervorrichtung bestimmt wird, ob die Abgasvorrichtung zu entschwefeln ist. Falls eine Entschwefelung benötigt wird, kann die Temperatur des Abgases mittels der ECU angehoben werden, so dass die S-Komponente von dem Katalysator abgetrennt wird.
  • Um einen solchen Betrieb genau durchzuführen, speichert die Steuervorrichtung den Standard-Temperaturwert des Temperatursensors 100, und das Abgas wird unter Kontrolle bzw. Steuerung der ECU 300 erwärmt, wenn der Temperaturwert um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert abfällt, und es wird bestimmt, dass das Katalysatormaterial sich verschlechtert hat, wenn der gemessene Temperaturwert nach der Erwärmung kleiner ist als der Standard-Temperaturwert, so dass der Standard-Temperaturwert durch den gemessenen Temperaturwert ersetzt wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, hat der Temperaturwert des Temperatursensors einen derartigen Trend/Verlauf, dass er proportional zu einer Erhöhung der Menge von erzeugtem Abgas ansteigt, wegen der exothermen Reaktion zwischen S und dem Katalysator, und anschließend allmählich wieder abnimmt, aufgrund einer Abnahme der Reaktion, während die S-Komponente an dem Katalysator anhaftet. Der Peak bzw. der Höchstwert in solch einem Temperaturbereich wird als der Temperaturwert gesetzt und verglichen, wodurch der Zeitpunkt der Entschwefelung bestimmt werden kann.
  • In 2 ist Ti ein Höchst-Temperaturwert in einem Anfangszustand, und der Standard-Temperaturwert ist der Temperatur-Mess-Wert des Temperatursensors, der in einem anfänglichen Abgas gemessen wird, d. h., ein Anfangswert, wenn der Katalysator in einem noch nicht verschlechterten Zustand ist.
  • Wenn sich die S-Komponente an dem Katalysator des Temperatursensors ansammelt, nimmt die Temperatur ab, und folglich zeigt sich ein Höchstwert Tp. Folglich kann der Fall, wo Tp um zumindest einen vorbestimmten Betrag kleiner ist als Ti, verwendet werden als der Zeitpunkt, zu dem die Abgasvorrichtung eine Entschwefelung benötigt.
  • Folglich erhöht die Steuervorrichtung die Temperatur des Abgases unter Kontrolle der ECU, und die S-Komponente wird wieder von dem Katalysator entfernt mittels des heißen Abgases, wodurch der Katalysator automatisch regeneriert wird, so dass er seine normalen Funktionen zeigen kann.
  • Wenn das Katalysatormaterial für eine lange Zeitdauer hohen Temperaturen ausgesetzt ist, kann es jedoch Klumpen aufgrund eines Selbstverfalls bilden, und folglich nimmt die Oberfläche des Katalysators ab, so dass es schwierig wird, die ursprüngliche Leistung zu zeigen.
  • Folglich besteht ein Bedarf, den Standardpunkt Ti anzupassen. Insbesondere, ungeachtet dessen, dass der Katalysator normal regeneriert wird/ist, nachdem das Abgas erwärmt wurde, wird der Höchst-Temperaturwert üblicherweise mit Ta wiedergegeben. Folglich wird ΔT0, was einer Differenz zwischen Ti und Tp entspricht, verglichen mit ΔTa, was eine Differenz zwischen Ta und Tp ist, und hierdurch wird bestimmt, ob eine Abnahme der Wärme des Katalysators auf einer Vergiftung oder einem Selbstverfall basiert.
  • Folglich arbeitet die Steuervorrichtung 200 derart, dass bestimmt wird, dass das Katalysatormaterial sich verschlechtert hat, wenn der gemessene Temperaturwert (Ta) nach der Erwärmung kleiner ist als der Standard-Temperaturwert (Ti), so dass der Standard-Temperaturwert durch den gemessenen Temperaturwert (Ta) ersetzt wird.
  • Insbesondere, in dem Fall, wo ΔTa keiner ist als ΔT0, wird Ti durch Ta ersetzt, so dass eine Vergiftung und eine Verschlechterung voneinander unterschieden werden. Ansonsten, in einem Fall, wo die anfängliche Ti kontinuierlich bzw. ununterbrochen fixiert bzw. festgelegt ist, wird der Temperaturwert stets als unzureichend bestimmt, und die Temperatur des Abgases wird für eine übermäßig bzw. übertrieben lange Zeitdauer hochgehalten. In einem solchen Fall kann sich die Verschlechterung des Katalysators aufgrund der hohen Temperatur fortsetzen, wodurch die Lebensdauer des Katalysators verkürzt wird.
  • Die vorliegende Erfindung beabsichtigt derartige Probleme zu lösen, und die Funktion des Katalysators wird maximal aufrechterhalten, sogar ohne das Erfordernis, irgendwelche zusätzlichen Tätigkeiten durchzuführen, wodurch der Ausstoß von Gas reduziert wird und das umweltfreundliche Image eines Fahrzeugs verbessert wird.
  • Ferner kann die Erzeugung von weißem Rauch nicht nur bei der Entfernung von SOx von einem NOx-Falle-Katalysator gesteuert werden, sondern auch bei der Entschwefelung und Regenerierung eines DPF in einer Abgasvorrichtung unter hohen S-Bedingungen.
  • Insbesondere, durch das Lösen konventioneller Problems, welche daraus resultieren, dass die Differenz des Wärmewerts aufgrund einer thermischen Verschlechterung bzw. einer thermischen Alterung nicht berücksichtigt wird, kann die Fähigkeit, eine Schwefel-Verschmutzung zu detektieren, erhöht werden, und der Fahrer wird gewarnt, wenn Kraftstoff mit einem Basiswert oder mehr zugeführt wird, und folglich wird die Verschlechterungsrate eines Fahrzeugs verzögert bzw. reduziert. Ferner wird die Verschmutzung ausgeschlossen durch periodische Entschwefelung gemäß EU4-Abgas-Emissions-Standards unter Verwendung von lediglich Dieseloxidationskatalysatoren, wodurch der Verbrauch von Edelmetall reduziert wird.
  • Ferner werden in der Steuervorrichtung 200 gemessene Temperaturwerte über zumindest zwei Messungen erhalten, und der Durchschnittswert davon wird verglichen mit dem Standard-Temperaturwert, wodurch die Genauigkeit der Messung verbessert wird.
  • Ferner, wenn der Zeitzyklus des Nachfragens des Erwärmens des Abgases unter Verwendung der ECU 300 innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verkürzt wird, sendet die Steuervorrichtung 200 ein Warnsignal, um dem Fahrer mitzuteilen, dass der Kraftstoff in einem Zustand ist, der eine große Menge von S-Komponenten enthält, so dass dem Fahrer ein System mit hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt wird und minderwertiger Kraftstoff erkannt werden kann. Daher kann die Umwelt geschützt werden, und die Lebensdauer des Katalysators kann erhöht werden.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches den Detektionsprozess zeigt, der das System zum Detektieren einer Verschmutzung mit einem Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs verwendet, das in 1 gezeigt ist. Das Verfahren des Detektieren einer Verschmutzung mit einem Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs umfasst gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: Messen und Speichern eines Standard-Temperaturwerts eines Temperatursensors, welcher an der Abgas-Strömungsleitung vorgesehen ist und ein Katalysatormaterial hat, welches eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff verursacht (S100), Erwärmen des Abgases unter Kontrolle einer ECU, wenn der Temperaturwert des Temperatursensors um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert abfällt (S300), und Bestimmen, dass das Katalysatormaterial sich verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert nach dem Erwärmen des Abgases kleiner ist als der Standard-Temperaturwert, so dass der Standard-Temperaturwert durch den gemessenen Temperaturwert ersetzt wird (S600).
  • Insbesondere wird der anfängliche Standard-Temperaturwert auf Ti gesetzt, und der Höchstwert des nachfolgend gemessenen Temperaturbereichs wird als Tp bezeichnet, und die Differenz zwischen Ti und Tp wird als ΔT0 bezeichnet (S100).
  • Dann, wenn ΔT0 kleiner ist als A, d. h., wenn der Katalysator keine Wärme erzeugt, wird bestimmt, dass der Katalysator vergiftet ist, und das Abgas wird erwärmt (S200, S300). Folglich wird die Schwefelkomponente wieder von dem vergifteten Katalysator abgetrennt.
  • Der Höchstwert des Temperaturbereichs, welcher nach dem Erwärmen erneut gemessen wird, wird mit Ta bezeichnet, und mit ΔTa wird eine Differenz zwischen Ta und Tp bezeichnet (S400). Dann wird ΔTa mit ΔT0 verglichen. Wenn ΔTa kleiner ist als ΔT0, wird bestimmt, dass sich der Katalysator verschlechtert hat, und Ti wird durch Ta ersetzt.
  • Dadurch wird der Alterungszustand/Verschlechterungszustand von dem vergifteten Zustand unterschieden, und folglich wird ein unnötiges Erwärmen des Abgases vermieden, wodurch die Probleme des Alterns des Katalysators gelöst werden.
  • In S600 werden zumindest zwei Messungen durchgeführt, wodurch gemessene Temperaturwerte erhalten werden, und der Durchschnittswert davon wird mit dem Standard-Temperaturwert verglichen. Ferner kann das Detektionsverfahren gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner das Warnen eines Fahrers umfassen, wenn der Zeitzyklus des Nachfragens des Erwärmens des Abgases durch die ECU innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verkürzt wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Detektieren einer Verschmutzung durch einen Giftstoff für eine Abgasvorrichtung eines Fahrzeugs bereit. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Funktion eines Katalysators maximal aufrechterhalten, sogar ohne des Erfordernis, irgendeine zusätzliche Tätigkeit durchzuführen, wodurch der Ausstoß von Gas reduziert werden kann und ein umweltfreundliches Image des Fahrzeugs verbessert werden kann.
  • Ferner kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Erzeugung von weißem Rauch nicht nur bei der Entfernung von SOx von einem NOx-Falle-Katalysator gesteuert werden, sondern auch bei der Entschwefelung und Regenerierung eines DPF in einer Abgasvorrichtung bei hohen S-Zuständen.
  • Insbesondere werden konventionelle Probleme gelöst, welche daraus resultieren, dass die Differenz des Wärmewerts aufgrund thermischer Alterung nicht berücksichtigt wird, wodurch die Fähigkeit des Detektierens einer Schwefelverschmutzung verbessert werden kann, und dem Fahrer kann eine Warnung mitgeteilt werden, wenn Kraftstoff mit einem Basiswert oder mehr zugeführt wird, so dass die Verschlechterungsrate bzw. Alterungsrate eines Fahrzeugs verzögert wird. Ferner wird die Verschmutzung ausgeschlossen durch periodisches Entschwefeln gemäß EU4-Abgas-Emissions-Standards unter Verwendung von lediglich Dieseloxidationskatalysatoren, wodurch der Verbrauch von Edelmetall reduziert wird.
  • Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder dazu dienen, die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen zu beschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die als Beispiel dienenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um hierdurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.

Claims (9)

  1. Ein System zum Detektieren einer Verschmutzung oder Verunreinigung durch einen Giftstoff für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs, aufweisend: einen Temperatursensor (100), welcher an einer Strömungsleitung des Abgases vorgesehen ist und ein Katalysatormaterial aufweist, das eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff des Abgases verursacht bzw. begünstigt, und eine Steuervorrichtung (200), welche einen Standard-Temperaturwert (Ti) des Temperatursensors speichert und derart arbeitet, dass das Abgas unter der Kontrolle bzw. Steuerung einer Motorsteuereinheit erwärmt wird, wenn ein Temperaturwert um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert (Ti) abfällt, und dass bestimmt wird, dass sich das Katalysatormaterial verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert (Ta) nach dem Erwärmen kleiner ist als der Standard-Temperaturwert (Ti) oder wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Temperaturwert (Ta) und einem Höchst-Temperaturwert (Tp), welcher bestimmt wird, wenn S-Komponenten sich an einem Katalysator von dem Temperatursensor ansammeln, nicht gleich einer Differenz zwischen dem Standard-Temperaturwert (Ti) und dem Höchst-Temperaturwert (Tp) ist, so dass der Standard-Temperaturwert (Ti) durch den gemessenen Temperaturwert (Ta) ersetzt wird.
  2. Des System nach Anspruch 1, wobei der Schmutzstoff eine Schwefel(S)-Komponente ist, und wobei das Katalysatormaterial eine Palladium(Pd)-Komponente oder eine Platin(Pt)-Komponente ist oder aufweist.
  3. Das System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Standard-Temperaturwert ein Temperatur-Messwert des Temperatursensors ist, der in einem anfänglichen Abgas gemessen wurde.
  4. Des System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung zumindest zwei Messungen durchführt, um gemessene Temperaturwerte zu erhalten, und einen Durchschnittswert der gemessenen Temperaturwerte mit dem Standard-Temperaturwert vergleicht.
  5. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung ein Warnsignal versendet, wenn sich ein zeitlicher Zyklus des Anforderns eines Erwärmens des Abgases durch die Motorsteuereinheit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verkürzt.
  6. Ein Verfahren des Detektierens einer Verschmutzung oder Verunreinigung durch einen Giftstoff für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs, aufweisend: Messen und Speichern eines Standard-Temperaturwerts eines Temperatursensors, welcher an einer Abgas-Strömungsleitung vorgesehen ist und ein Katalysatormaterial aufweist, welches eine exotherme Reaktion mit einem Schmutzstoff auslöst (S100); Erwärmen des Abgases unter Kontrolle bzw. Steuerung einer Motorsteuereinheit, wenn ein Temperaturwert des Temperatursensors um einen vorbestimmten Betrag von dem Standard-Temperaturwert abfällt (S300); und Bestimmen, dass sich das Katalysatormaterial verschlechtert hat, wenn ein gemessener Temperaturwert (Ta) nach dem Erwärmen des Abgases kleiner ist als der Standard Temperaturwert (Ti) oder wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Temperaturwert (Ta) und einem Höchst-Temperaturwert (Tp), der bestimmt wird, wenn S-Komponenten sich an einem Katalysator des Temperatursensors ansammeln, nicht gleich einer Differenz zwischen dem Standard-Temperaturwert (Ti) und dem Höchst-Temperaturwert (Tp) ist, so dass der Standard-Temperaturwert (Ti) durch den gemessenen Temperaturwert (Ta) ersetzt wird (S600).
  7. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei in dem Schritt S100 der Standard-Temperaturwert ein Temperatur-Messwert des Temperatursensors ist, der in einem anfänglichen Abgas gemessen wurde/wird.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei in dem Schritt S600 zumindest zwei Messungen durchgeführt werden, um gemessene Temperaturwerte zu erhalten, und wobei ein Durchschnittswert der gemessenen Temperaturwerte mit dem Standard-Temperaturwert verglichen wird.
  9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner aufweisend: Warnen eines Fahrers, wenn sich ein Zeitzyklus des Anfragens eines Erwärmens des Abgases durch die Motorsteuereinheit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verkürzt.
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