DE102012005383A1

DE102012005383A1 - Verfahren zur Überprüfung einer Qualität eines Ammoniak enthaltenden Reduktionsmittels

Info

Publication number: DE102012005383A1
Application number: DE201210005383
Authority: DE
Inventors: Jochen Lahr
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Qualität eines Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltenden Reduktionsmittels, welches zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einer Abgasreinigungsanlage (1) einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgas stromaufwärts eines in der Abgasreinigungsanlage (1) angeordneten SCR-Katalysators (4) zugegeben wird. Bei dem Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Zugabemenge des Reduktionsmittels entsprechend einem ersten Dosierverhältnis (α1) und es wird ein erster Istwert für einen dadurch bewirkten Stickoxidumsatz des SCR-Katalysators (4) ermittelt. Erfindungsgemäß wird in dem Verfahren ferner in einem zweiten Verfahrensschritt eine Zugabemenge des Reduktionsmittels entsprechend einem zweiten Dosierverhältnis (α2) eingestellt und ein zweiter Istwert für einen dadurch bewirkten Stickoxidumsatz des SCR-Katalysators (4) ermittelt. Weicht eine Istwert-Differenz zwischen dem ersten Istwert und dem zweiten Istwert um mehr als ein vorgebbares Maß von einer Sollwert-Differenz ab, so wird eine unzulässig verminderte Qualität des Reduktionsmittels diagnostiziert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Qualität eines Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltenden Reduktionsmittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Entfernung von Stickoxiden (NOx) aus dem Abgas insbesondere mit Luftüberschuss betriebener Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen wird verbreitet wässrige Harnstofflösung (HWL) eingesetzt, welche dem Abgas stromauf eines zur selektiven katalytischen NOx-Reduktion unter oxidierenden Bedingungen befähigten SCR-Katalysators zugegeben wird. Im heißen Abgas wird aus dem Harnstoff Ammoniak (NH₃) durch Thermolyse und/oder Hydrolyse freigesetzt, weicher als unmittelbar wirksames Reduktionsmittel dient und am SCR-Katalysator im Abgas vorhandenes NOx zu unschädlichem Stickstoff (N₂) reduziert. Es kann jedoch anstelle von HWL auch ein anderes, Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltendes Reduktionsmittel eingesetzt werden. Um die Stickoxidreduktion im angestrebten Umfang zu erzielen zu können, muss sichergestellt sein, dass das eingesetzte Reduktionsmittel in Bezug auf den Gehalt an Ammoniak eine vorgeschriebene Qualität aufweist. Zum Einsatz kommende HWL sollte beispielsweise den vorgeschriebenen Harnstoffgehalt von etwa 32% aufweisen. Es sind bereits verschiedene Verfahren zur direkten oder indirekten Überprüfung der Reduktionsmittel-Qualität vorgeschlagen worden.
Aus der US 7,610,750, B2 ist beispielsweise ein indirektes Verfahren bekannt, bei welchem durch Vergleich von bei einem bestimmten Dosierverhältnis erzielten NOx-Umsätzen mit zuvor bei vergleichbaren Bedingungen erzielten NOx-Umsätzen ermittelt wird, ob eine Verschlechterung der HWL-Qualität eingetreten ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein demgegenüber weiter verbessertes Verfahren zur Überprüfung einer Qualität eines Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltenden Reduktionsmittels anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überprüfung einer Qualität eines Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltenden Reduktionsmittels, welches zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einer Abgasreinigungsanlage einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgas stromaufwärts eines in der Abgasreinigungsanlage angeordneten SCR-Katalysators zugegeben wird, wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Zugabemenge des Reduktionsmittels entsprechend einem ersten Dosierverhältnis in Bezug auf einen Stickoxidgehalt im Abgas stromauf des SCR-Katalysators eingestellt und es wird ein erster Istwert für einen dadurch bewirkten Stickoxidumsatz des SCR-Katalysators ermittelt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine Zugabemenge des Reduktionsmittels entsprechend einem zweiten Dosierverhältnis eingestellt und es wird ein zweiter Istwert für einen dadurch bewirkten Stickoxidumsatz des SCR-Katalysators ermittelt. Erfindungsgemäß wird eine Istwert-Differenz zwischen dem ersten Istwert und dem zweiten Istwert ermittelt und die Istwert-Differenz mit einer Sollwert-Differenz verglichen. Dabei wird die Sollwert-Differenz aus einem dem ersten Dosierverhältnis zugeordneten ersten Sollwert für den Stickoxidumsatz und einem dem zweiten Dosierverhältnis zugeordneten zweiten Sollwert für den Stickoxidumsatz ermittelt. Wird eine Abweichung der Istwert-Differenz von der Sollwert-Differenz um mehr als ein vorgebbares Maß festgestellt, so wird eine unzulässig verminderte Qualität des Reduktionsmittels diagnostiziert.
Vorzugsweise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren überprüft, ob der Harnstoffgehalt von HWL als eingesetztem Reduktionsmittel im vorgeschriebenen Bereich liegt oder davon, insbesondere nach unten, abweicht. Das Verfahren eignet sich jedoch auch zur Überprüfung der Qualität von anderen, Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltenden Reduktionsmitteln, wie beispielsweise Ammoniak-Wasser, Lösungen von Carbamat oder Formiaten.
Als Dosierverhältnis wird hier wie allgemein üblich, das sich rechnerisch ergebende molare Verhältnis von aufgrund einer eingestellten Zugabemenge des Reduktionsmittels ins Abgas in freier oder gebundener Form eingebrachtem NH₃ zu im Abgas vorhandenem Stickstoffmonoxid (NO) oder Stickstoffdioxid (NO2) verstanden, wenn von einem vorgegebenen Gehalt des Reduktionsmittels an NH₃ ausgegangen wird. Dabei entspricht ein Dosierverhältnis von eins einem molaren Verhältnis von NH₃ und NO oder NO₂ von 1:1 gemäß den folgenden Stickoxidreduktions-Gleichungen: 4NH₃ + 4NO + O₂ → 4N₂ + 6H₂O (1) 2NH₃ + NO + NO₂ → 2N₂ + 3H₂O (2)
Bei größeren Dosierverhältnissen als eins ist ein entsprechender rechnerischer NH₃-Überschuss, bei kleineren Dosierverhältnissen ein entsprechender rechnerischer NH₃-Unterschuss vorhanden.
Als Stickoxidumsatz η wird eine auf einen eintrittsseitig des SCR-Katalysators vorhandenen NOx-Gehalt c_NOx,ein bezogene Abnahme Δc_NOx des NOx-Gehalts im Abgas gemäß der Gleichung η = Δc_NOx/c_NOx,ein = (c_NOx,ein – c_NOx,aus)/c_NOx,ein (3) verstanden, wobei c_NOx,aus der austrittsseitig des SCR-Katalysators vorhandene NOx-Gehalt im Abgas ist.
Die Istwerte für den Stickoxidumsatz werden dabei insbesondere bei von Null deutlich verschiedenen Dosierverhältnissen ermittelt. Bevorzugt unterscheiden sich das erste und das zweite Dosierverhältnis um wenigstens den Faktor 2. Das erste Dosierverhältnis ist bevorzugt kleiner als das zweite Dosierverhältnis, es kann jedoch auch eine umgekehrte Einstellung vorgenommen werden. Bevorzugt liegt das kleinere Dosierverhältnis im Bereich von 0,1 bis 0,4. Besonders bevorzugt ist ein Wert von etwa 0,3. Das größere Dosierverhältnis liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,4 und 0,8.
Die Istwerte für den Stickoxidumsatz werden bevorzugt sensorisch ermittelt. Hierfür ist ein gegenüber NOx empfindlicher Abgassensor bevorzugt zumindest stromab des SCR-Katalysators in der Abgasreinigungsanlage angeordnet, der ein Signal abgeben kann, aus welchem ein angeschlossenes Steuergerät den ausgangsseitig des SCR-Katalysators im Abgas vorhandenen NOx-Gehalt c_NOx,aus ermitteln kann. Der eingangsseitig des SCR-Katalysators im Abgas vorhandene NOx-Gehalt c_NOx,ein kann ebenfalls mittels eines solchen Sensors ermittelt werden. Eine Ermittlung aus Kennfeldern für die NOx-Rohemission der Brennkraftmaschine entsprechend deren jeweiligen Betriebsbedingungen ist jedoch auch möglich.
Die einem jeweiligen Dosierverhältnis zugeordneten Sollwerte für den Stickoxidumsatz werden zweckmäßigerweise entsprechenden Kennfeldern entnommen, in denen diese in Abhängigkeit der wesentlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und/oder der Abgasreinigungsanlage auslesbar abgespeichert sind. Dabei kann auch eine alterungsbedingte Verschlechterung der Wirksamkeit des SCR-Katalysators berücksichtigt sein.
Durch Heranziehen von bei zwei verschiedenen Dosierverhältnissen ermittelten NOx-Umsätzen des SCR-Katalysators ist eine verbesserte Aussagegenauigkeit in Bezug auf die Reduktionsmittelqualität im Vergleich zu Verfahren ermöglicht, bei welchen der NOx-Umsatz bei nur einem Dosierverhältnis berücksichtigt wird. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Verringerung von Störeinflüssen und Ungenauigkeiten infolge von Systemalterung, Querempfindlichkeiten, insbesondere von verwendeten Sensoren gegenüber HC, NO₂, H₂ und dergleichen. Das Überprüfungsverfahren ist gegenüber Änderungen der Betriebsbedingungen besonders robust und liefert, wie festgestellt werden konnte, vergleichsweise genauere und zuverlässigere Ergebnisse.
In Ausgestaltung der Erfindung werden der erste und der zweite Verfahrensschritt während einer laufenden thermischen Rußabbrand-Regeneration eines in der Abgasreinigungsanlage angeordneten Partikelfilters vorgenommen. Bei dieser Partikelfilterregeneration werden erhöhte Temperaturen von etwa 700°C bis 850°C für den Partikelfilter eingestellt. Die Partikelfilterregeneration wird dann als laufend angesehen, wenn der Partikelfilter die für einen Rußabbrand mit merklicher Geschwindigkeit erforderliche Temperatur aufweist. Die Ausführung des ersten und zweiten Verfahrensschritts während einer laufenden Partikelfilterregeneration hat den Vorteil, dass aufgrund der dabei erhöhten Temperaturen des Partikelfilters und damit auch des bevorzugt nachgeschalteten SCR-Katalysators sowie anderer Abgasreinigungskomponenten in der Abgasreinigungsanlage die NH₃-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators vergleichsweise gering ist. Im SCR-Katalysator nur in geringem Umfang gespeichertes NH₃ kann daher eine aufgrund der Reduktionsmittelzugabe ins Abgas bewirkte NOx-Reduktion kaum oder gar nicht verfälschen. Weiterhin ist aufgrund der vorherrschenden hohen Temperaturen ein vielfach störender NO₂-Gehalt im Abgas gering. Es können daher genauere und zuverlässigere Ergebnisse erzielt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird unmittelbar vor Durchführung des ersten Verfahrensschritts die Zugabe des Reduktionsmittels für einen vorgebbaren Zeitraum ausgesetzt. Auf diese Weise ist ein kontrollierter Austrag von etwa in der Abgasreinigungsanlage vorhandenen Ablagerungen von Reduktionsmittelresten ermöglicht. Eine durch Ablagerung beeinflusste Ermittlung von Istwerten für den NOx-Umsatz ist daher vermeidbar. Weiterhin wird etwa gespeichertes NH₃ aus dem SCR-Katalysator entfernt und dieser daher in einen definierten Zustand für die Ermittlung seines Wirkungsgrads gebracht. Die Reduktionsmittelzugabe wird bevorzugt solange ausgesetzt, bis der NOx-Gehalt im Abgas stromauf des SCR-Katalysators weniger als ein vorgebbares Maß vom NOx-Gehalt im Abgas stromab des SCR-Katalysators abweicht. Damit wird sichergestellt, dass die Austragvorgänge zumindest weitgehend abgeklungen sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Zugabe des Reduktionsmittels zumindest solange ausgesetzt wird, bis das Verhältnis des NOx-Gehalts im Abgas stromauf des SCR-Katalysators und des NOx-Gehalts im Abgas stromab des SCR-Katalysators weniger als ein vorgebbares Maß von eins abweicht und/oder der zeitliche Gradient des Verhältnisses der NOx-Gehalte einen vorgebbaren unteren Grenzwert unterschreitet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird in einem dritten Verfahrensschritt im Anschluss an den zweiten Verfahrensschritt die Zugabe des Reduktionsmittels für einen vorgebbaren Zeitraum ausgesetzt. Auch in diesem Fall wird der SCR-Katalysator in einen definierten Zustand versetzt und im dritten Verfahrensschritt kann in vorteilhafter Weise eine Plausibilisierung des erzielten Ergebnisses durchgeführt werden. Insbesondere kann bei Verwendung eines NOx-Sensors dessen Anzeigegenauigkeit überprüft werden. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der dritte Verfahrensschritt nach Beendigung der Regeneration des Partikelfilters erfolgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden im ersten und im zweiten Verfahrensschritt eine vorgebbare Anzahl von ersten und zweiten Istwerten in einem vorgebbaren zeitlichen Takt ermittelt und zu einem jeweiligen Summenwert aufaddiert und aus dem Summenwert wird ein Mittelwert für den ersten und den zweiten Istwert ermittelt und die Istwert-Differenz wird aus den Mittelwerten für den ersten und den zweiten Istwert ermittelt. Vorzugsweise werden Istwerte mit eine Rate von etwa 10 Hz ermittelt. Die Anzahl der für einen Summenwert vorgesehenen Istwerte kann sowohl über eine vorgebbare Zeitdauer von etwa 30 s bis mehreren Minuten, vorzugsweise etwa eine Minute oder durch einen Sollwert von erfassten und gültig gewerteten Istwerten, vorzugsweise etwa 300 Istwerte, vorgegeben sein. Infolge der vorgesehenen Mittelwertbildung über eine Vielzahl von erfassten Istwerten ist eine Steigerung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit ermöglicht. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Istwerte nur dann zur Ermittlung des Summenwerts herangezogen werden, wenn vorgebbare Stabilitätsbedingungen für einen Abgasmassenstrom und/oder für den Stickoxidgehalt im Abgas stromauf des SCR-Katalysators erfüllt sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Es zeigen
1 ein schematisches Blockbild einer an eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeschlossenen Abgasreinigungsanlage,
2 ein schematisches Kennliniendiagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhang zwischen Stickoxidumsatz und Dosierverhältnis,
3 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Vorgehensweise zur Überprüfung der Reduktionsmittelqualität,
4 ein Diagramm für beispielhafte zeitliche Kurvenverläufe eines Verhältnisses von während einer System-Konditionierung stromab und stromauf des SCR-Katalysators ermittelten NOx-Gehalten im Abgas,
5 zusammengehörige Diagramme für beispielhafte Zeitverläufe eines Statusbits betreffend die Stabilität, eines eingestellten rechnerischen Dosierverhältnisses α und einer Anzahl ermittelter Istwerte für den NOx-Umsatz η des SCR-Katalysators bei einer Überprüfung der Reduktionsmittelqualität und
6 zusammengehörige Diagramme für beispielhafte Zeitverläufe eines Statusbits betreffend die Stabilität, stromab und stromauf des SCR-Katalysators ermittelten NOx-Gehalten im Abgas und einer Anzahl ermittelter Istwerte für die NOx-Gehalte bei einer Plausibilitätsprüfung.
In 1 ist lediglich grob schematisch eine Abgasreinigungsanlage 1 einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors dargestellt. Abgas der nicht dargestellten Brennkraftmaschine tritt entsprechend der mit dem Pfeil 10 gekennzeichneten Richtung in die Abgasreinigungsanlage 1 ein. Diese weist in Abgasströmungsrichtung gesehen hintereinander einen Oxidationskatalysator 2, einen Partikelfilter 3 und einen SCR-Katalysator 4 in einer Abgasleitung 9 auf. Der SCR-Katalysator 4 kann auch als zweiflutige Katalysatoranordnung von zwei parallel geschalteten Katalysatoreinheiten ausgebildet sein.
Die Abgasreinigungseinrichtung 1 weist ferner eine Brennstoff-Zugabeeinrichtung 5 stromauf des Oxidationskatalysators 2 auf. Über die Brennstoff-Zugabeeinrichtung 5 kann ein kohlenwasserstoff- und/oder wasserstoffhaltiger Brennstoff in die Abgasleitung 9 eingebracht werden. Vorzugsweise ist die Brennstoff-Zugabeeinrichtung 5 dazu vorgesehen, einen an Bord des Fahrzeugs vorhandenen, insbesondere zu dessen Antrieb vorgesehenen Kraftstoff dem Abgas zuzuführen.
Über eine Reduktionsmittel-Zugabeeinrichtung 6 kann dem Abgas ein NH₃ in freier oder gebundener Form aufweisendes Reduktionsmittel zur selektiven katalytischen NOx-Reduktion zugeführt werden. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird nachfolgend davon ausgegangen, dass es sich bei dem Reduktionsmittel um eine wässrige Harnstofflösung (HWL) handelt. Die HWL weist bevorzugt eine Harnstoff-Sollkonzentration von etwa 32% auf und wird einem nicht dargestellten Vorratsbehälter entnommen.
Weiterhin ist ein erster in Bezug auf NOx empfindlicher Sensor 7 stromauf des SCR-Katalysators 4 vorgesehen. Wie dargestellt, ist dieser zwischen der Brennstoff-Zugabeeinrichtung 5 und dem Oxidationskatalysator 2 in der Abgasleitung 9 angeordnet. Eine Anordnung an einer anderen Stelle stromauf des SCR-Katalysators 4, beispielsweise zwischen dem Partikelfilter 3 und der Reduktionsmittel-Zugabeeinrichtung 6 kann ebenfalls vorgesehen sein. Ein weiterer, zweiter NOx-Sensor 8 ist stromab des SCR-Katalysators 4 in der Abgasleitung 9 angeordnet. Vorzugsweise wird durch Auswertung der von den NOx-Sensoren 7, 8 abgegebenen Signale in dem nachfolgend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren der NOx-Umsatz des SCR-Katalysators 4 ermittelt. Hierfür ist vorzugsweise ein nicht dargestelltes Steuergerät vorgesehen, welches die Signale der NOx-Sensoren 7, 8 empfängt und verarbeiten kann. Diese Steuergerät kann bevorzugt außerdem den Betrieb der Zugabeeinrichtungen 5, 6 steuern und weitere Steuerungs- und Auswertefunktionen betreffend den Betrieb der Brennkraftmaschine und der Abgasreinigungsanlage 1 ausführen.
Es versteht sich, dass die Abgasreinigungsanlage 1 weitere hier nicht gesondert dargestellte der Abgasreinigung dienende katalytische oder filterwirksame Komponenten aufweisen kann. Insbesondere kann ein Stickoxid-Speicherkatalysator stromauf des Oxidationskatalysators und/oder zwischen dem Oxidationskatalysator 2 und dem Partikelfilter 3 und/oder zwischen dem Partikelfilter 3 und dem SCR-Katalysator 4 vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist ein Ammoniak-Sperrkatalysator zur Oxidation von NH₃-Schlupf hinter dem SCR-Katalysator 4 vorgesehen. Weiterhin sind vorzugsweise zusätzliche, nicht dargestellte Abgas-, Druck- und Temperatursensoren vorgesehen, über deren Signale der Betrieb der Abgasreinigungsanlage 1 und der Brennkraftmaschine bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Temperatursensoren sind bevorzugt jeweils vor und hinter dem Oxidationskatalysator 2 und/oder dem Partikelfilter 3 und/oder dem SCR-Katalysator 4 vorgesehen.
Der Oxidationskatalysator 2 ist bevorzugt als so genannter Diesel-Oxidationskatalysator mit einer Beschichtung mit einer geringer oder fehlender Sauerstoffspeicherfähigkeit ausgebildet. Es kann auch eine Beschichtung mit einer Drei-Wege-Katalysator-Funktion vorgesehen sein. Ein Träger für die Beschichtung ist vorzugsweise als Keramikträger oder als Metallfolien-Trägerkörper ausgebildet. Es kann zudem ein unmittelbar vorgeschaltetes Heizelement, bevorzugt als beschichteter Metallfolien-Trägerkörper (so genannter E-Kat) ausgebildet, vorgesehen sein.
Der Partikelfilter 3 kann in Sintermetallausführung oder als wanddurchströmte Filtereinheit in Wabenkörperbauweise ausgebildet sein. Vorzugsweise ist für den Partikelfilter 3 eine katalytische Beschichtung, beispielsweise mit einem oxidationskatalytisch wirksamen Material und/oder mit einem SCR-Katalysatormaterial vorgesehen. Das SCR-Katalysatormaterial kann unter oxidierenden Bedingungen eine selektive, kontinuierliche Reduktion von NOx mittels eingespeichertem und/oder zugeführtem Ammoniak (NH₃) als selektivem NOx-Reduktionsmittel katalysieren. Bevorzugt als Katalysatormaterial ist ein Eisen oder Kupfer enthaltender Zeolith. Das SCR-Katalysatormaterial kann dabei auf der Rohgasseite und/oder auf der Reingasseite der filterwirksamen Flächen des Partikelfilters 3 vorgesehen sein. Bei der bevorzugten Ausführung des Partikelfilters 3 als üblicher wanddurchströmter Filter in Wabenkörperbauweise ist eine gegebenenfalls vorhandene Beschichtung mit dem entsprechenden SCR-Katalysatormaterial bevorzugt auf den rohgasexponierten Kanalwänden vorgesehen. Insbesondere In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, die SCR-Katalysatorbeschichtung lediglich abschnittsweise eintrittsseitig oder austrittsseitig auf Kanalwänden des Partikelfilters 3 vorzusehen. Beispielsweise kann über einen ersten Teil der axialen Ausdehnung des Partikelfilters 3 von etwa 50% der Länge eine Beschichtung mit dem SCR-Katalysatormaterial vorgesehen sein. Der in axialer Richtung gesehen hintere Teil kann unbeschichtet oder mit einer oxidationskatalytisch wirksamen Beschichtung versehen sein.
Der stromab des Partikelfilters 3 angeordnete SCR-Katalysator 4 ist analog zu einer gegebenenfalls vorhandenen SCR-Beschichtung des Partikelfilters 3 zur selektiven Reduktion von NOx mit NH₃ befähigt und bezüglich einer solchen Beschichtung bevorzugt gleichartig ausgebildet. Es können auch zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordnete, unterschiedliche SCR-Beschichtungen mit unterschiedlichem Temperaturbereich für maximale Wirksamkeit auf ein und demselben Trägerkörper oder auf zwei mit kurzem Abstand hintereinander angeordneten Trägerkörpern vorgesehen sein. Bevorzugt sind gezonte Beschichtungen umfassend einen Eisen und einen Kupfer enthaltenden Zeolith. Vorzugsweise ist der SCR-Katalysator 4 motorfern im Unterbodenbereich des Fahrzeugs angeordnet. Besonders bevorzugt ist jedenfalls eine Anordnung im Abgasstrang 9 derart, dass bei einer thermischen Partikelfilterregeneration die Temperatur des SCR-Katalysators 4 nicht über 650°C ansteigt. Durch geometrische Entfernung vom Partikelfilter 3 in Verbindung mit einer entsprechenden Dimensionierung der Abgasleitung 9 in Bezug auf Wärmeabgabe kann erreicht werden, dass zwischen einem auf etwa 800°C aufgeheizten Partikelfilter 3 und dem SCR-Katalysator 4 ein Temperaturgefälle von mehr als 200°C oder mehr besteht.
Zur Durchführung einer thermischen Regeneration des Partikelfilters 3 durch Rußabbrand wird die Brennstoff-Zugabeeinrichtung 5 aktiviert und Brennstoff, insbesondere Dieselkraftstoff dem Abgas zugegeben. Durch Oxidation des Brennstoffs am Oxidationskatalysator 2 wird das dem Partikelfilter 3 zugeführte Abgas und der Partikelfilter 3 auf eine für einen Rußabbrand erforderliche Temperatur von etwa 650°C bis 850°C aufgeheizt. Meist ist für die gesamte Dauer der thermischen Partikelfilterregeneration eine Brennstoffzufuhr, gegebenenfalls mit Unterbrechungen erforderlich, um die Temperatur des Partikelfilters 3 auf der für einen Rußabbrand erforderlichen Temperatur zu halten.
Das dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überprüfung einer HWL-Qualität zugrunde liegende Prinzip wird nachfolgend anhand von 2 erläutert. 2 zeigt in einem Diagramm schematisch eine Abhängigkeit eines NOx-Umsatzes η des SCR-Katalysators 4 vom Dosierverhältnis α für über die Zugabeeinheit 6 dem Abgas zugeführter HWL. Dabei zeigt die erste Spur 21 schematisch eine Abhängigkeit; wie sie sich ergibt, wenn die dem Abgas zugegebene HWL die vorgesehene Harnstoff-Konzentration von vorzugsweise etwa 32% aufweist. Die erste Spur 21 gibt daher eine Abhängigkeit von Sollwerten des NOx-Umsatzes η in Abhängigkeit vom Dosierverhältnis α an. Demgegenüber gibt die zweite Spur 22 schematisch sich ergebende Verhältnisse wieder, wenn ein auf dem vorgesehenen Harnstoffgehalt basierendes rechnerisches Dosierverhältnis α eingestellt wird, die dem Abgas zugegebene HWL jedoch eine niedrigere Harnstoffkonzentration und damit eine verschlechterte Qualität aufweist. Die im Diagramm von 2 mit der zweiten Spur 22 dargestellten Verhältnisse entsprechen dabei einer Verdünnung der dem Abgas zugegebenen HWL von etwa 45%. Entsprechend der Verdünnung der HWL werden im Vergleich zu unverdünnter HWL bei gleicher Zugabemenge bzw. bei gleichem rechnerischem Dosierverhältnis α Stickoxidumsätze η erzielt, welche geringer als die erwarteten Sollwerte entsprechend der ersten Spur 21 sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun in einem ersten Verfahrensschritt über die Zugabeeinrichtung 6 eine HWL-Zugabe ins Abgas entsprechend einem ersten rechnerischen Dosierverhältnis α1 und in einem zweiten Verfahrensschritt eine HWL-Zugabe entsprechend einem zweiten rechnerischen Dosierverhältnis α2 eingestellt. Entsprechend den im 2 dargestellten Bezeichnungen, ist das erste Dosierverhältnis α1 von Null verschieden und geringer als das zweite Dosierverhältnis α2. Eine umgekehrte Zuordnung ist natürlich ebenfalls möglich. Bevorzugte Werte für die Dosierverhaltnisse α1 und α2 sind etwa 0,2 und etwa 0,7. Die sich bei einem jeweiligen Dosierverhältnis α ergebenden NOx-Umsätze η werden auf der Basis der Signale der Stickoxidsensoren 7, 8 ermittelt. Für den in 2 beispielhaft dargestellten Fall ergeben sich bei Einsatz von entsprechend verdünnter HWL die Istwerte η3 und η4, wohingegen sich bei unverdünnter HWL die demgegenüber größeren Sollwerte η1 und η2 für den NOx-Umsatz η des SCR-Katalysators 4 ergeben sollten. Aus den ermittelten Istwerten η3 und η4 wird eine Istwert-Differenz (η4 – η3) ermittelt und mit der zugeordneten Sollwert-Differenz (η2 – η1) verglichen. Weicht die Istwert-Differenz um mehr als ein vorgegebenes Maß von der Soll-Wert-Differenz ab, so wird eine Fehlermeldung ausgegeben und/oder in einen Fehlerspeicher eingetragen. Das hierfür kritische Maß kann als auf die Sollwert-Differenz bezogenes relatives Maß von beispielsweise 10% vorgegeben werden. Eine Vorgabe eines absoluten Maßes von beispielsweise 0,1 kann ebenfalls vorgesehen sein. Auf diese Weise ist eine von Störeinflüssen weitgehend unabhängige Überprüfung der HWL-Qualität ermöglicht. Als Reaktion auf eine erkannte unzulässige HWL-Verdünnung kann auch vorgesehen sein, die Fahrbarkeit des Fahrzeugs einzuschränken, etwa durch Begrenzung des Höchstgeschwindigkeit oder des Brennkraftmaschinen-Drehmoments auf einen jeweils vorgebbaren oberen Grenzwert. Eine solche Beschränkung wird vorzugsweise erst nach Ablauf einer vorgebbaren Zeit mit Warnanzeige wirksam.
Eine bevorzugte Vorgehensweise zur Ermittlung der Istwerte für den NOx-Umsatz η und den gesamten Ablauf des Überprüfungsverfahren wird nachfolgend anhand der 3 bis 6 näher erläutert, wobei zunächst auf 3 Bezug genommen wird.
In 3 ist durch ein Ablaufdiagramm eine zeitliche Abfolge von Maßnahmen und Verfahrensschritten in Verbindung mit einer bevorzugten Vorgehensweise zur Überprüfung der Reduktionsmittelqualität verdeutlicht. Erfindungsgemäß wird diese während einer laufenden thermischen Regeneration des Partikelfilters 3 durch Rußabbrand vorgenommen. Die Regeneration wird zum Zeitpunkt t0 durch Aufheizen des Partikelfilters 3 begonnen und endet zum Zeitpunkt t3, was durch den Block 30 ”Status DPF-Regeneration” gekennzeichnet ist. Zur Aufheizung werden zunächst innermotorische Maßnahmen, wie beispielsweise ein frühe Kraftstoffnacheinspritzung, ergriffen. Diese Maßnahmen bleiben bis zum Zeitpunkt t1 aufrechterhalten, was durch den Block 33 gekennzeichnet ist. Nach Erreichen einer vorgebbaren Temperatur des Partikelfilters 3 wird die Brennstoff-Zugabeeinrichtung 5 aktiviert und Kraftstoff dem Abgas zugeführt. Dies führt durch Oxidieren des zugegebenen Kraftstoffs am Oxidationskatalysator 2 zu einer weiteren Aufheizung des Partikelfilters 3 auf eine für einen Rußabbrand erforderlich Temperatur entsprechend der Spur 37 für die Temperatur des Partikelfilters 3. Die Kraftstoffzugabe bleibt, sofern sie zur Aufrechterhaltung der Rußabbrandtemperatur erforderlich ist, für die Dauer der Partikelfilter-Regeneration aktiviert, was durch den Block 31 verdeutlicht ist.
Mit Beendigung der durch den Block 33 gekennzeichneten innermotorischen Heizmaßnahmen wird eine zuvor aktive HWL-Dosierung über die Reduktionsmittel-Zugabeeinrichtung 6 beendet, was durch den Block 32a gekennzeichnet ist. Die HWL-Dosierung bleibt bis zum Zeitpunkt 12 abgeschaltet und es wird während des durch das Bezugszeichen 34 gekennzeichneten Zeitabschnitts (Block ”Konditionierung”) eine Konditionierung durchgeführt, worauf weiter unten mit Bezug auf 4 näher eingegangen wird.
Nach Abschluss der Konditionierung wird die eigentliche Überprüfung der HWL-Qualität, insbesondere in Bezug auf eine gegebenenfalls vorliegende Verdünnung vorgenommen, was durch den Block 35 (”Verdünnung”) gekennzeichnet ist. Dieser Block 35 beginnt zum Zeitpunkt t2 und ist vorzugsweise spätestens mit Beendigung der Partikelfilterregeneration zum Zeitpunkt t3 abgeschlossen. Bei dieser Überprüfung wird vorzugsweise entsprechend der anhand 2 weiter oben erläuterten prinzipiellen Vorgehensweise vorgegangen und es erfolgt eine HWL-Dosierung mit zwei unterschiedlichen Dosierverhältnissen, was durch den Block 32b symbolisch wiedergegeben ist. Eine detaillierte Schilderung für eine bevorzugte Vorgehensweise zur dabei vorgenommenen Datenermittlung wird weiter unten unter Bezug auf 5 näher erläutert.
Im direkten Anschluss an die eigentliche Überprüfungsprozedur in Bezug auf die HWL-Qualität, gekennzeichnet durch den Block 35, und nach Beendigung der Partikelfilterregeneration erfolgt eine Plausibilisierung, welche eine Überprüfung der Signale der NOx-Sensoren 7, 8 umfasst, was durch den Block 36 (”Sensor-Check”) dargestellt ist. Während dieser Plausibilisierung ist die HWL-Zufuhr über die Reduktionsmittel-Zugabeeinrichtung 6 abgeschaltet. Mit Beendigung der Plausibilisierung zum Zeitpunkt 14 wird eine normale, zur optimalen NOx-Reduktion am SCR-Katalysator 4 vorgesehene HWL-Dosierung wieder aufgenommen, was durch den Block 32c gekennzeichnet ist.
Nachfolgend wird unter Bezug auf 4 die im Konditionierungsblock 34 erfolgende bevorzugte Vorgehensweise zur Konditionierung der Abgasreinigungsanlage 1 näher erläutert.
In 4 sind in einem Diagramm beispielhaft zwei zeitliche Kurvenverläufe 41, 42 eines NOx-Verhältnisses c_NOx,aus/c_NOx,ein von vorzugsweise mittels der NOx-Sensoren 7, 8 ermittelten NOx-Gehalten stromab und stromauf des SCR-Katalysators 4 wiedergegeben. Die im Konditionierungsblock 34 vorgenommene Konditionierung dient hauptsächlich dem Abbau von im SCR-Katalysator 4 gespeichertem NH₃ sowie einer Entfernung von in der Abgasreinigungsanlage 1 gegebenenfalls vorhandenen Reduktionsmittel- bzw. Harnstoff-Ablagerungen. Diese beiden potentiellen NH₃-Quellen könnten die im nachfolgenden Überprüfungsblock 35 vorgenommene Überprüfung der HWL-Qualität durch Vortäuschung eines rechnerisch nicht vorhandenen und über die Reduktionsmittel-Zugabeeinrichtung nicht eingestellten Dosierverhältnisses α verfälschen und zu einem ungenauen oder falschen Ergebnis führen. Dies wird durch die Konditionierung mit einer dabei vorgenommenen Entfernung von gespeichertem oder in freier oder gebundener Form abgelagertem NH₃ vermieden.
Bei im Konditionierungsblock 34 abgeschalteter HWL-Zugabe ins Abgas wird mit zunehmender Temperatur und Zeit im SCR-Katalysator 4 gespeichertes NH₃ durch Reaktion mit einströmendem NOx abgebaut. Infolgedessen nähert sich der ausgangsseitig des SCR-Katalysators 4 vorhandene NOx-Gehalt c_NOx,aus im Abgas dem eingangsseitig vorhandenen NOx-Gehalt c_NOx,ein an. Dieses Verhalten ist in 3 durch den Verlauf der Spuren 38 und 39 schematisch dargestellt. Das entsprechende Verhältnis der NOx-Gehalte nähert sich daher mit Erschöpfung etwaig vorhandener NH₃-Quellen, wie in 4 durch die Spur 42 schematisch dargestellt, beispielsweise ausgehend von niedrigeren Werten dem Wert eins an. Wie von den Erfindern festgestellt wurde, tritt dieses Verhalten allerdings nur bei Fehlen merklicher Reduktionsmittelablagerungen in der Abgasreinigungsanlage 1 bzw. bei vergleichsweise niedrigen NH₃-Speichermengen im SCR-Katalysator 4 auf. Sind hingegen vergleichsweise große Reduktionsmittelmengen in der Abgasreinigungsanlage 1 abgelagert oder im SCR-Katalysator 4 gespeichert, so werden diese infolge der Aufheizung des Systems bei der Partikelfilterregeneration freigesetzt und es kommt zu einem mehr oder weniger starken NH₃-Schlupf ausgangsseitig des SCR-Katalysators 4. Da ein üblicherweise eingesetzter NOx-Sensor 8 eine Querempfindlichkeit gegenüber NH₃ aufweist, steigt im Falle eines entsprechend starken NH₃-Schlupfes das Ausgangssignal dieses Sensors 8 an und es wird ein gegebenenfalls zeitweise über eins liegender Wert für das NOx-Verhältnis c_NOx,aus/c_NOx,ein ermittelt. Dieser Fall ist in 4 beispielhaft durch den Verlauf der Spur 41 wiedergegeben. In beiden Fällen nähern sich jedoch normalerweise die ausgangsseitig und eingangsseitig des SCR-Katalysators 4 vorhandenen NOx-Gehalte c_NOx,aus und c_NOx,ein einander an und das NOx-Verhältnis nähert sich wie dargestellt dem Wert 1 an.
Vorliegend ist es vorgesehen, den Zeitverlauf des NOx-Verhältnisses ab einem Zeitpunkt tx, an welchem das NOx-Verhältnis ausgehend von niedrigeren oder auch höheren Werten in einen vorgebbaren engen Bereich von beispielsweise +/– 5% um den Wert 1,0 eintritt, zu überwachen. Wenn sich das NOx-Verhältnis daraufhin in einem vorgebbaren Zeitintervall von beispielsweise 120 s um weniger als ein vorgebbares Maß von beispielsweise 10% relativ verändert, so wird die Konditionierung als abgeschlossen betrachtet und der Überprüfungsblock 35 gestartet.
Bei einer besonders bevorzugten Vorgehensweise werden im Überprüfungsblock 35 nacheinander über vorgebbare Zeitintervalle zwei verschiedene Dosierverhältnisse α für über die Zugabeeinrichtung 6 dem Abgas zugegebene HWL eingestellt und durch Einlesen der Signale der NOx-Sensoren 7, 8 in einem vorgebbaren zeitlichen Takt Istwerte für den NOx-Umsatz η ermittelt. Vorzugsweise erfolgt das Einlesen der Signale bzw. eine Gültigwertung der eingelesenen Signale nur dann, wenn vorgebbare Bedingungen in Bezug auf eine Stationarität bzw. Stabilität insbesondere des Abgasmassenstroms und/oder des NOx-Gehalts c_NOx,ein stromauf des SCR-Katalysators 4 erfüllt sind. Vorzugsweise wird gefordert, dass Abgasmassenstrom und/oder NOx-Gehalt in einem vorgebbaren absoluten oder relativen Schwankungsbreitenband liegen. Eine bevorzugte Vorgehensweise im Block 35 (”Verdünnung”) wird nachfolgend anhand von 5 erläutert.
5 zeigt drei zusammengehörige Diagramme für beispielhafte Zeitverläufe eines Statusbits betreffend die Stabilität von Betriebsbedingungen oberes Diagramm), eines eingestellten rechnerischen Dosierverhältnisses α (mittleres Diagramm) und einer Anzahl ermittelter Istwerte für den NOx-Umsatz η des SCR-Katalysators 4 aufgrund eines Einlesens korrespondierender gültig gewerteter Signale der NOx-Sensoren 7, 8 (unteres Diagramm).
Wie beispielhaft im oberen Diagramm dargestellt ist, sind die Stabilitätsbedingungen in den Zeitintervallen t51 bis t52, t53 bis t55 und t56 bis t57 erfüllt, weshalb nur in diesen Zeitintervallen Signale eingelesen bzw. gültig gewertet werden und daher die im unteren Diagramm angegebene Anzahl von Istwerten zunehmen kann.
Zum Zeitpunkt t50 an wird ein erstes Dosierverhältnis α1 von vorzugsweise etwa 0,2 eingestellt, wobei eine Istwertermittlung erst nach Ablauf einer Wartezeit Δt freigegeben wird. Diese ist zum Zeitpunkt t51 mit Vorliegen stabiler Bedingungen bereits verstrichen, sodass die Anzahl ermittelter Istwerte beginnend von Null ansteigt. Im Zeitintervall t52 bis t53 wird die Istwertermittlung unterbrochen, da die Stabilitätsbedingungen nicht mehr vorliegen. Die Anzahl ermittelter erster Istwerte für das eingestellte erste Dosierverhältnis α1 bleibt daher zunächst konstant und steigt erst ab dem zum Zeitpunkt t53 an, wenn die Stabilitätsbedingungen wieder erfüllt sind.
Zum Zeitpunkt t54 ist die vorgegebene Anzahl von ersten Istwerten ermittelt und es wird ein zweites, höheres rechnerisches Dosierverhältnis α2 von vorzugsweise etwa 0,7 eingestellt. Nach Ablauf der Wartezeit Δt wird mit der Ermittlung zweiter Istwerte begonnen. Analog zur geschilderten Vorgehensweise werden Istwerte bis zur Erreichung der vorgesehenen Gesamtanzahl nur dann ermittelt, wenn stabile Bedingungen vorliegen. Zum Zeitpunkt t57 ist die vorgesehene Gesamtanzahl auch für die zweiten Istwerte erreicht und die HWL-Dosierung wird abgestellt und der Block 35 (”Verdünnung”) beendet.
Aus den ermittelten Istwerten werden nachfolgend Mittelwerte gebildet und aus diesen wiederum eine Istwert-Differenz. Weicht die Istwert-Differenz um ein vorgebbares Maß von bevorzugt etwa 5% bis 10% von einer für die Dosierverhältnisse α1, α2 ermittelten Sollwert-Differenz für den NOx-Umsatz η ab, so wird eine verminderte HWL-Qualität in Bezug auf deren Harnstoffgehalt diagnostiziert.
Vorliegend wird das im Block 35 ermittelte Diagnoseergebnis, insbesondere im Fall einer diagnostizierten mangelhaften HWL-Qualität, nur dann als gültig angesehen, wenn in einer nachfolgenden Plausibilisierungsprozedur ein fehlerfreies Funktionieren der Stickoxidsensoren 7, 8 festgestellt wird. Die im Block 36 (”Sensor-Check”) bei ausgeschalteter HWL-Zufuhr ins Abgas vorgenommene Plausibilisierungprozedur wird nachfolgend anhand von 6 näher erläutert.
6 zeigt drei zusammengehörige Diagramme für beispielhafte Zeitverläufe eines Statusbits betreffend die Stabilität von Betriebsbedingungen (oberes Diagramm), mittels der NOx-Sensoren 7, 8 erfasste NOx-Gehalte c_NOx im Abgas (mittleres Diagramm) und einer Anzahl von gültigen, mittels eines jeweiligen NOx-Sensors 7, 8 erfassten Werten für den NOx-Gehalt im Abgas während der Plausibilitätsprüfung (unteres Diagramm). Dabei sind im oberen Diagramm entsprechend dem oberen Diagramm von 5 Zeitintervalle dargestellt, in denen Stabilitätsbedingungen, analog den Erläuterungen zu 5 vorhanden sind. Dementsprechend erfolgt eine Erfassung von gültig gewerteten Signalen der NOx-Sensoren 7, 8 in den Zeitabschnitten t60 bis t61, t62 bis t63 und t64 bis t65. Diese wird bevorzugt frühestens nach Ablauf einer vorgebbaren Wartezeit nach Beendigung der im Block 35 vorgenommenen HWL-Zugabe begonnen. Es ist vorgesehen, eine mit etwa 10 Hz getaktete Erfassung von Signalen der NOx-Sensoren 7, 8 bzw. die Ermittlung von dementsprechenden NOx-Gehalten c_NOx,ein und c_NOx,aus eine vorgebbare oder vorgegebene Zeitspanne von etwa 1 min bis 10 min durchzuführen. Ein zeitlicher Verlauf hierfür ist beispielhaft im mittleren Diagramm von 6 durch die Spuren 66 und 67 schematisch wiedergegeben.
Da die HWL-Zufuhr während der Plausibilitätsprüfung abgeschaltet ist, müssen sich bei fehlerfrei arbeitenden NOx-Sensoren 7, 8 die Spuren 66, 67 aufgrund eines fehlenden NOx-Umsatzes am SCR-Katalysator 4 wie dargestellt annähern. Vorliegend ist vorgesehen ein fehlerfreies Arbeiten der NOx-Sensoren 7, 8 zu diagnostizieren, wenn eine vorgebbare Mindestanzahl von etwa 600 gültigen Werten erfasst wurde, die alle innerhalb eines vorgebbaren Fehlerbandes F um zumindest einen der NOx-Gehalte c_NOx,ein und c_NOx,aus liegen. Zur Diagnose eines fehlerfreien Arbeitens kann auch gefordert werden, dass das Verhältnis der erfassten NOx-Gehalte c_NOx,ein und c_NOx,aus für die vorgebbare Anzahl von gültigen Werten innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbandes um eins liegt. Ist dies der Fall, so wird das im vorangegangenen Block 35 ermittelte Ergebnis betreffend der HWL-Qualität, insbesondere bei einer als unzulässig vermindert diagnostizierten HWL-Qualität, als gültig gesetzt. Kann im vorgesehen Zeitraum die vorgesehene Anzahl von gültigen Werten von NOx-Gehalte im Fehlerband F nicht erfasst werden, so wird bevorzugt eine Fehlermeldung betreffend die Funktion der NOx-Sensoren 7, 8 ausgegeben bzw. in einen Fehlerspeicher geschrieben. Dabei es zudem möglich, durch Vergleich mit in einem Kennfeld abgespeicherten Werten für eine NOx-Rohemission des Dieselmotors den fehlerhaften NOx-Sensor zu identifizieren.
Durch die geschilderten bevorzugten Vorgehensweisen ist es ermöglicht eine unzulässige Verschlechterung der Reduktionsmittelqualität bzw. einen unzulässig verminderten Harnstoffgehalt der eingesetzten HWL mit hoher Zuverlässigkeit zu erkennen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7610750 B2 [0003]

Claims

Verfahren zur Überprüfung einer Qualität eines Ammoniak in freier oder gebundener Form enthaltenden Reduktionsmittels, welches zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einer Abgasreinigungsanlage (1) einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgas stromaufwärts eines in der Abgasreinigungsanlage (1) angeordneten SCR-Katalysators (4) zugegeben wird, bei welchem in einem ersten Verfahrensschritt eine Zugabemenge des Reduktionsmittels entsprechend einem ersten Dosierverhältnis (α1) in Bezug auf einen Stickoxidgehalt im Abgas stromauf des SCR-Katalysators (4) eingestellt wird und ein erster Istwert für einen dadurch bewirkten Stickoxidumsatz des SCR-Katalysators (4) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem zweiten Verfahrensschritt eine Zugabemenge des Reduktionsmittels entsprechend einem zweiten Dosierverhältnis (α2) eingestellt und ein zweiter Istwert für einen dadurch bewirkten Stickoxidumsatz des SCR-Katalysators (4) ermittelt wird, und – eine Istwert-Differenz zwischen dem ersten Istwert und dem zweiten Istwert ermittelt wird und die Istwert-Differenz mit einer Sollwert-Differenz, ermittelt aus einem dem ersten Dosierverhältnis (α1) zugeordneten ersten Sollwert für den Stickoxidumsatz und einem dem zweiten Dosierverhältnis (α2) zugeordneten zweiten Sollwert für den Stickoxidumsatz, verglichen wird, und – bei Abweichung der Istwert-Differenz von der Sollwert-Differenz um mehr als ein vorgebbares Maß eine unzulässig verminderte Qualität des Reduktionsmittels diagnostiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Verfahrensschritt während einer laufenden thermischen Rußabbrand-Regeneration eines in der Abgasreinigungsanlage angeordneten Partikelfilters (3) vorgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor Durchführung des ersten Verfahrensschritts die Zugabe des Reduktionsmittels für einen vorgebbaren Zeitraum ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des Reduktionsmittels zumindest solange ausgesetzt wird, bis der Stickoxidgehalt im Abgas stromauf des SCR-Katalysators (4) weniger als ein vorgebbares Maß vom Stickoxidgehalt im Abgas stromab des SCR-Katalysators (4) abweicht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des Reduktionsmittels zumindest solange ausgesetzt wird, bis das Verhältnis des Stickoxidgehalts im Abgas stromauf des SCR-Katalysators (4) und des Stickoxidgehalts im Abgas stromab des SCR-Katalysators (4) weniger als ein vorgebbares Maß von eins abweicht und/oder der zeitliche Gradient des Verhältnisses der Stickoxidgehalte einen vorgebbaren unteren Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Verfahrensschritt im Anschluss an den zweiten Verfahrensschritt die Zugabe des Reduktionsmittels für einen vorgebbaren Zeitraum ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verfahrensschritt nach Beendigung der Regeneration des Partikelfilters (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten und im zweiten Verfahrensschritt eine vorgebbare Anzahl von ersten und zweiten Istwerten in einem vorgebbaren zeitlichen Takt ermittelt und zu einem jeweiligen Summenwert aufaddiert werden und aus dem jeweiligen Summenwert ein Mittelwert für den ersten und den zweiten Istwert ermittelt wird und die Istwert-Differenz aus den Mittelwerten für den ersten und den zweiten Istwert ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Istwerte nur dann zur Ermittlung des Summenwerts herangezogen werden, wenn vorgebbare Stabilitätsbedingungen für einen Abgasmassenstrom und/oder für den Stickoxidgehalt im Abgas stromauf des SCR-Katalysators (4) erfüllt sind.