DE102012220152A1 - Method for examining ammonia sensor or ammonia cross-sensitive sensor, involves periodically changing operating parameter of internal combustion engine or catalyst system, which influences nitrogen oxide concentration of exhaust gas - Google Patents

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Abstract

The method involves periodically changing an operating parameter of an internal combustion engine or catalyst system, which influences the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas. The insufficient dynamic sensitivity of an ammonia sensor (43) or the ammonia cross-sensitive sensor is recognized, when the periodic change of the operating parameter does not lead to a periodic change of the signal of the ammonia sensor or ammonia cross-sensitive sensor. The operating parameter is a reducing agent dosing in the catalyst system. Independent claims are included for the following: (1) a computer program for executing the ammonia sensor examining method; and (2) a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines Ammoniaksensors oder eines NH3-querempfindlichen Sensors, der in einem Katalysatorsystem zwischen zwei Katalysatoren angeordnet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt und in einem Rechengerät oder Steuergerät abläuft. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät ausgeführt wird.The present invention relates to a method for testing an ammonia sensor or an NH 3 cross-sensitive sensor, which is arranged in a catalyst system between two catalysts. Furthermore, the present invention relates to a computer program that performs all the steps of the method according to the invention and runs in a computing device or controller. Finally, the present invention relates to a computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to the invention when the program is executed on a computing device.

Stand der TechnikState of the art

Um die immer strengeren Absatzgesetzgebungen (Euro6, Tier2Bin5 und weiterführende Emissionsvorschriften) zu erfüllen, ist es notwendig, Stickstoffoxide bzw. Stickoxide (NOx) im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Dieselmotoren, zu verringern. Hierzu ist bekannt, im Abgasbereich von Verbrennungskraftmaschinen einen SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) anzuordnen, der im Abgas der Verbrennungskraftmaschine enthaltene Stickoxide in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduziert. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich verringert werden. Bei Ablauf der Reduktion wird Ammoniak (NH3) benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Daher werden NH3 bzw. NH3-abspaltende Reagenzien in den Abgasstrang eindosiert. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung (HWL = Harnstoffwasserlösung) verwendet, die vor dem SCR-Katalysator im Abgasstrang eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich Ammoniak, das als Reduktionsmittel wirkt. Eine 32,5%ige wässrige Harnstofflösung ist unter dem Markennamen AdBlue® kommerziell erhältlich. Um in einem SCR-Katalysatorsystem hohe Umsatzraten der zu reduzierenden Stickoxide zu erzielen, muss der SCR-Katalysator so betrieben werden, dass er ständig bis zu einem gewissen Niveau mit dem Reduktionsmittel Ammoniak befüllt ist. Die DE 10 2004 031 624 A1 beschreibt beispielsweise wie eine solche Prozessführung für ein SCR-Katalysatorsystem auf Basis des Ammoniakfüllstandes aufgebaut werden kann. Die FR 2 872 544 A1 beschreibt eine temperaturabhängige Sollfüllstandsvorgabe.To meet the increasingly stringent legislation, paragraph (Euro6, Tier2Bin5 and further emission regulations), it is necessary, nitrogen oxides and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust of internal combustion engines, especially diesel engines to reduce. For this purpose, it is known to arrange an SCR catalytic converter (selective catalytic reduction) in the exhaust area of internal combustion engines, which reduces nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the internal combustion engine in the presence of a reducing agent. As a result, the proportion of nitrogen oxides in the exhaust gas can be significantly reduced. At the end of the reduction, ammonia (NH 3 ) is required, which is added to the exhaust gas. Therefore, NH 3 or NH 3 -sabspendende reagents are metered into the exhaust line. As a rule, an aqueous urea solution (HWL = urea water solution) is used for this, which is injected in the exhaust line upstream of the SCR catalytic converter. From this solution forms ammonia, which acts as a reducing agent. A 32.5% aqueous urea solution is commercially available under the trade name AdBlue ®. In order to achieve high conversion rates of the nitrogen oxides to be reduced in an SCR catalyst system, the SCR catalyst must be operated so that it is constantly filled to a certain level with the reducing agent ammonia. The DE 10 2004 031 624 A1 describes, for example, how such a process for an SCR catalyst system based on the ammonia level can be built. The FR 2 872 544 A1 describes a temperature-dependent desired level specification.

Üblicherweise ist der SCR-Katalysator als ein einziges Bauteil ausgeführt. Allerdings ist auch ein SCR-Katalysatorsystem bekannt geworden, das einen ersten SCR-Katalysator und einen zweiten SCR-Katalysator umfasst, welcher stromabwärts des ersten SCR-Katalysators in einem Abgasstrang angeordnet ist. Eine Dosiervorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung ist stromaufwärts des ersten SCR-Katalysators im Abgasstrang angeordnet. Das SCR-Katalysatorsystem weist keine Vorrichtung zum Eindosieren einer Reduktionsmittellösung in den zweiten SCR-Katalysator auf. Mittels der mindestens einen Dosiervorrichtung wird eine so große Menge an Reduktionsmittellösung in den ersten SCR-Katalysator eindosiert, dass es im ersten SCR-Katalysator zu einem NH3-Schlupf kommt. Im zweiten SCR-Katalysator wird eine SCR-Reaktion durchgeführt, welche das Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittelschlupf des ersten SCR-Katalysators mit einem Stickstoffoxid zur Reaktion bringt. Der erste SCR-Katalysator wird somit wie eine Reduktionsmittelquelle betrieben.Usually, the SCR catalyst is designed as a single component. However, an SCR catalyst system has also become known comprising a first SCR catalyst and a second SCR catalyst disposed downstream of the first SCR catalyst in an exhaust line. A metering device for metering in a reducing agent solution is arranged upstream of the first SCR catalytic converter in the exhaust gas line. The SCR catalyst system has no device for metering a reducing agent solution into the second SCR catalyst. By means of the at least one metering device, such a large amount of reducing agent solution is metered into the first SCR catalyst that NH 3 slip occurs in the first SCR catalyst. In the second SCR catalyst, an SCR reaction is performed which reacts the reductant from the reductant slip of the first SCR catalyst with a nitrogen oxide. The first SCR catalyst is thus operated as a source of reducing agent.

Schärfere Gesetze im Bereich der Diagnose emissionsrelevanter Bauteile fordern im Rahmen der On-Board-Diagnose (OBD) die Überwachung aller Abgasnachbehandlungskomponenten sowie der eingesetzten Sensorik auf die Einhaltung der OBD-Grenzwerte, die meist als Vielfaches des gesetzlich festgelegten Emissionsgrenzwertes angegeben werden. Ein fehlerhafter Stickoxidsensor soll ab dem Jahr 2013 beim Überschreiten des 1,5-fachen Stickoxidgrenzwertes ( FTP75 Standard ) detektiert werden. Außerdem muss seine Tauglichkeit zur Überwachung des SCR-Katalysators überwacht werden. Ist ein Fehler in einem Stickoxidsensor so stark ausgeprägt, dass ein gealterter SCR-Katalysator nicht mehr erkannt werden könnte, muss dieser detektiert und angezeigt werden. Diese Anforderung wird in US-Bestimmungen als „monitoring capability“ bezeichnet. Bisher steht allerdings noch keine Überwachungsfunktion für einen Stickoxidsensor zur Verfügung, der zwischen zwei SCR-Katalysatoren angeordnet ist.Stricter legislation in the field of diagnostics of emission-relevant components require on-board diagnostics (OBD) the monitoring of all exhaust aftertreatment components and the sensors used for compliance with the OBD limit values, which are usually specified as a multiple of the statutory emission limit. A faulty nitrogen oxide sensor is to be tested from 2013 on exceeding the 1.5-fold nitrogen oxide limit ( FTP75 standard ) are detected. In addition, its suitability for monitoring the SCR catalyst must be monitored. If an error in a nitrogen oxide sensor is so pronounced that an aged SCR catalytic converter could no longer be detected, it must be detected and displayed. This requirement is called "monitoring capability" in US regulations. So far, however, is still no monitoring function for a nitrogen oxide sensor available, which is arranged between two SCR catalysts.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Überprüfung eines Ammoniaksensors oder eines NH3-querempfindlichen Sensors, insbesondere eines NH3-querempfindlichen Stickoxidsensors oder eines NH3-querempfindlichen Kohlenwasserstoffsensors, der in einem Katalysatorsystem zwischen zwei Katalysatoren angeordnet ist, welchem ein von einer Verbrennungskraftmaschine emittiertes Abgas zugeführt wird. Das Verfahren umfasst eine periodische Änderung einer Betriebsgröße der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Katalysatorsystems, welche die Stickoxidkonzentration des Abgases beeinflusst, und das Erkennen auf eine ungenügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors, wenn die periodische Änderung der Betriebsgröße nicht zu einer periodischen Änderung des Signals des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors führt. Unter einer ungenügenden Dynamikempfindlichkeit wird insbesondere eine Dynamikempfindlichkeit verstanden, welche nicht den OBD-Bestimmungen genügt.The method according to the invention is used to check an ammonia sensor or an NH 3 cross-sensitive sensor, in particular a NH 3 cross-sensitive nitrogen oxide sensor or a NH 3 cross-sensitive hydrocarbon sensor, which is arranged in a catalyst system between two catalytic converters, to which an exhaust gas emitted by an internal combustion engine is supplied , The method includes periodically changing an operation amount of the internal combustion engine and / or the catalyst system that affects the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas, and detecting insufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor if the periodic change of the operation amount is not periodic Changing the signal of the ammonia sensor or the NH 3 -sensitive sensor leads. In particular, under an insufficient dynamic sensitivity understood a dynamic sensitivity, which does not meet the OBD provisions.

Die beiden Katalysatoren sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem SCR-Katalysator, einem SCR on Filter (SCRoF) Katalysator, einem Sperrkatalysator, einem AMOX-Katalysator und einem Katalysator der eine Reaktion zwischen NH3 und NOx begünstigt.The two catalysts are preferably independently selected from the group consisting of an SCR catalyst, a SCR on filter (SCRoF) catalyst, a barrier catalyst, an AMOX catalyst and a catalyst which promotes a reaction between NH 3 and NO x .

Die periodische Änderung der Betriebsgröße führt zu einer periodischen Änderung der Stickoxidemissionen im Abgas stromabwärts des ersten Katalysators. Dies ermöglicht die Überprüfung der Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors, indem ermittelt wird, ob sich die Änderungsfrequenz der Betriebsgröße im Signal des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors wiederfindet. Zwar wird durch die Änderung der Betriebsgröße die Fähigkeit des ersten Katalysators zur Stickoxidreduzierung gestört, dies wirkt sich jedoch nicht auf die Stickoxidemissionen stromabwärts des zweiten Katalysators aus, da gegebenenfalls zwischen den beiden Katalysatoren erzeugte Peaks in der Stickoxidkonzentration vom zweiten Katalysator abgefangen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit keinen wesentlichen Einfluss auf die Zusammensetzung des Abgases, welches das Katalysatorsystem verlässt.The periodic change in the operating quantity leads to a periodic change in the nitrogen oxide emissions in the exhaust gas downstream of the first catalyst. This makes it possible to check the dynamic sensitivity of the ammonia sensor or of the NH 3 -sensitive sensor by determining whether the change frequency of the operating variable is reflected in the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor. Although the capacity of the first catalyst for nitrogen oxide reduction is disturbed by the change in the operating variable, this does not affect the nitrogen oxide emissions downstream of the second catalyst, since peaks in the nitrogen oxide concentration generated between the two catalysts are optionally trapped by the second catalyst. The inventive method thus has no significant influence on the composition of the exhaust gas leaving the catalyst system.

Im realen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs gibt es immer wieder kurze Zeitabschnitte, in denen kurze Dosierpausen eines Reduktionsmittels in das Katalysatorsystem auftreten. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Betriebsgröße daher eine Reduktionsmitteleindosierung in das Katalysatorsystem. Dadurch kann insbesondere in diesen Pausen eine kurze Folge mehrer gleich großer oder zeitlich gleich getrennter Dosierimpulse mit eine vorgegebenen Frequenz abgesetzt werden.In the real driving operation of a motor vehicle, there are always short periods of time in which short metering pauses of a reducing agent in the catalyst system occur. In a preferred embodiment of the invention, the operating quantity is therefore a reducing agent feed into the catalyst system. As a result, in particular during these pauses, a short sequence of several dosing pulses of the same size or equal in time can be discontinued with a predetermined frequency.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Betriebsgröße eine Luftzuführung und/oder Abgaszuführung in die Verbrennungskraftmaschine. Hierbei wird ausgenutzt, dass beispielsweise durch eine geeignete Ansteuerung eines Abgasrückführungsventils, einer Drosselklappe oder einer Abgasklappe der Verbrennungskraftmaschine in bestimmten Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise im Leerlauf, im Abgas Stickoxidpeaks mit einer vorgegebenen Frequenz erzeugt werden können.In another preferred embodiment of the invention, the operating variable is an air supply and / or exhaust gas feed into the internal combustion engine. This exploits that, for example, by suitable control of an exhaust gas recirculation valve, a throttle or an exhaust valve of the internal combustion engine in certain operating points of the internal combustion engine, for example, at idle, nitrogen oxide peaks can be generated in the exhaust gas at a predetermined frequency.

Erfindungsgemäß stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, zu überprüfen, ob die periodische Änderung der Betriebsgröße zu einer periodischen Änderung des Signals des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors führt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die periodische Änderung der Betriebsgröße mit einer vorgegebenen Frequenz und das Signal des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors wird mit einem Bandpassfilter analysiert. Wird bei entsprechender Anregung ein Signal des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors mit der vorgegebenen Frequenz ermittelt, so ist eine genügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors gegeben. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Frequenz der periodischen Änderung der Betriebsgröße der Resonanzfrequenz eines Reglers des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors. Hierdurch kann der Regler bei geeigneter Stimulation zum Schwingen gebracht werden. Wenn daraufhin der Status des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors nicht mehr ermittelt werden kann, ist eine genügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors gegeben. In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Frequenzmodulation der periodischen Änderung der Betriebsgröße und das Signal des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors wird einer Fouriertransformation unterzogen. Dies ermöglicht es, dem zeitlichen Verlauf der Stickoxidkonzentration im Abgas verschiedene Folgen gleicher Frequenzen aufzuprägen. Ein Ergebnis der Zerlegung des Signals des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors durch eine Fouriertransformation bzw. Fourierreihe ist ein Amplitudenspektrum, welches alle Frequenzen enthält, die sich in dem Signal des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors befinden. Wenn das Amplitudenspektrum die Frequenz der periodischen Änderung der Betriebsgröße enthält, ist eine genügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors gegeben.According to the invention, various options are available for checking whether the periodic change in the operating variable leads to a periodic change in the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor. In a preferred embodiment of the invention, the periodic change of the operating variable takes place at a predetermined frequency and the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor is analyzed with a bandpass filter. If, with appropriate excitation, a signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor is determined at the predetermined frequency, a sufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor is provided. In another preferred embodiment of the invention, the frequency of the periodic change of the operating variable corresponds to the resonant frequency of a regulator of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor. This allows the controller to vibrate with appropriate stimulation. If the status of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor can then no longer be determined, a sufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor is given. In yet another preferred embodiment of the invention, a frequency modulation of the periodic change of the operating variable takes place and the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor is subjected to a Fourier transformation. This makes it possible to impose different sequences of identical frequencies on the time course of the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas. A result of the decomposition of the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor by a Fourier transformation or Fourier series is an amplitude spectrum which contains all the frequencies which are located in the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor. If the amplitude spectrum contains the frequency of the periodic change of the operating variable, a sufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor is given.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass auf eine ungenügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors erkannt wird, wenn die periodische Änderung der Betriebsgröße zu einer periodischen Änderung des Signals des Ammoniaksensors bzw. des NH3-querempfindlichen Sensors führt, welche einer Dämpfung unterliegt, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Ein Ammoniaksensor oder ein NH3-querempfindlicher Sensor mit hoher Dynamikempfindlichkeit hat eine geringere Dämpfung als ein Ammoniaksensor bzw. ein NH3-querempfindlicher Sensors mit geringer Dynamikempfindlichkeit.It is further preferred that an insufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor is detected if the periodic change of the operating variable leads to a periodic change in the signal of the ammonia sensor or of the NH 3 cross-sensitive sensor, which results in a damping subject to a predetermined threshold. An ammonia sensor or an NH 3 cross-sensitive sensor with high dynamic sensitivity has a lower attenuation than an ammonia sensor or an NH 3 -sensitive sensor with low dynamic sensitivity.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät abläuft. Dies ermöglicht es, unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Katalysatorsystem zu implementieren, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu kann das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchführen, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder Steuergerät ausgeführt wird.The computer program according to the invention can execute all steps of the method according to the invention when it runs on a computing device or control unit. This makes it possible to use different embodiments of the method according to the invention in a catalyst system implement without having to make any structural changes. For this purpose, the computer program product according to the invention with program code, which is stored on a machine-readable carrier, can carry out the method according to the invention when the program is executed on a computer or control unit.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

1 zeigt ein mit einer Verbrennungskraftmaschine verbundenes SCR-Katalysatorsystem in dem ein Stickoxidsensor mittels eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung überprüft werden kann. 1 shows an SCR catalyst system connected to an internal combustion engine in which a nitrogen oxide sensor can be checked by a method according to an embodiment of the invention.

2a zeigt den zeitlichen Verlauf eines Sensorsignals eines Stickoxidsensors in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2a shows the time course of a sensor signal of a nitrogen oxide sensor in a method according to an embodiment of the invention.

2b das normierte Amplitudenspektrum des Sensorsignals gemäß 2a. 2 B the normalized amplitude spectrum of the sensor signal according to 2a ,

3a zeigt den zeitlichen Verlauf eines aufgeprägten Signals in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3a shows the time course of an impressed signal in a method according to an embodiment of the invention.

3b das normierte Amplitudenspektrum des Sensorsignals gemäß 3a. 3b the normalized amplitude spectrum of the sensor signal according to 3a ,

4a zeigt den zeitlichen Verlauf eines Sensorsignals eines hinreichend dynamikempfindlichen Stickoxidsensors in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4a shows the time course of a sensor signal of a sufficiently dynamic sensitive nitrogen oxide sensor in a method according to an embodiment of the invention.

4b das normierte Amplitudenspektrum des Sensorsignals gemäß 4a. 4b the normalized amplitude spectrum of the sensor signal according to 4a ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein bekanntes SCR-Katalysatorsystem, das zur Anordnung im Abgasstrang eines dieselbetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die Richtung des Abgasstromes ist in 1 mit einem Pfeil markiert. Im Abgasstrang sind in Strömungsrichtung hintereinander drei Katalysatorgehäuse 1, 2, 3 angeordnet. Das erste Katalysatorgehäuse 1 an seinem Eingang einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 11. Stromabwärts des DOC 11 ist im Gehäuse 1 ein Dosiermodul 12 angeordnet, welches eingerichtet ist, um Harnstoffwasserlösung in das Abgas einzudosieren. Stromabwärts dieser Eindosierungsstelle ist ein erster Katalysator 13 angeordnet, welcher aus einem Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SCRoF) besteht. Das zweite Katalysatorgehäuse enthält einen zweiten Katalysator 21, bei welchem es sich um einen SCR-Katalysator 21 handelt. Das dritte Katalysatorgehäuse enthält einen Clean-up-Katalysator 31 enthält. Stromaufwärts vor dem ersten Katalysatorgehäuse 1 ist ein erster NH3-querempfindlicher Stickoxidsensor 41 angeordnet. Weitere NH3-querempfindliche Stickoxidsensoren 44 und 46 sind zwischen dem SCRoF-Katalysator 13 und dem SCR-Katalysator 21 sowie stromabwärts des Clean-up-Katalysators 31 angeordnet. Zwischen dem SCRoF-Katalysator 13 und dem SCR-Katalysator 21 ist weiterhin ein Ammoniaksensor 43 angeordnet. Zwischen dem DOC 11 und dem SCRoF-Katalysator 13, zwischen dem SCR-Katalysator 21 und dem Clean-up-Katalysator 31 sowie stromabwärts des Clean-up-Katalysators 31 sind drei Temperatursensoren 42, 45, 47 angeordnet. Ein Steuergerät 5 ist mit den Katalysatorgehäusen 1, 2, 3 und mit den Sensoren 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 verbunden (Verbindungen nicht gezeigt). Eine Verbrennungskraftmaschine 6 ist stromaufwärts des ersten Katalysatorgehäuses 1 angeordnet und leitet Abgas in dieses ein. 1 shows a known SCR catalyst system, which is intended to be arranged in the exhaust system of a diesel-powered motor vehicle. The direction of the exhaust gas flow is in 1 marked with an arrow. In the exhaust line are three catalyst housing in the flow direction one behind the other 1 . 2 . 3 arranged. The first catalyst housing 1 at its entrance a diesel oxidation catalyst (DOC) 11 , Downstream of the DOC 11 is in the case 1 a dosing module 12 arranged, which is adapted to meter urea water solution into the exhaust gas. Downstream of this metering point is a first catalyst 13 arranged, which consists of a particulate filter with SCR coating (SCRoF). The second catalyst housing contains a second catalyst 21 which is an SCR catalyst 21 is. The third catalyst housing contains a clean-up catalyst 31 contains. Upstream of the first catalyst housing 1 is a first NH 3 cross-sensitive nitric oxide sensor 41 arranged. Other NH 3 -sensitive nitrogen oxide sensors 44 and 46 are between the SCRoF catalyst 13 and the SCR catalyst 21 and downstream of the clean-up catalyst 31 arranged. Between the SCRoF catalyst 13 and the SCR catalyst 21 is still an ammonia sensor 43 arranged. Between the DOC 11 and the SCRoF catalyst 13 , between the SCR catalyst 21 and the clean-up catalyst 31 and downstream of the clean-up catalyst 31 are three temperature sensors 42 . 45 . 47 arranged. A control unit 5 is with the catalyst housings 1 . 2 . 3 and with the sensors 41 . 42 . 43 . 44 . 45 . 46 . 47 connected (compounds not shown). An internal combustion engine 6 is upstream of the first catalyst housing 1 arranged and introduces exhaust gas into this.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung des Stickoxidsensors 44, der zwischen dem SCRoF-Katalysator 13 und dem SCR-Katalysator 21 angeordnet ist, zeigt der Stickoxidsensor 44 einen Signalverlauf gemäß 2a, aus welchem durch Fouriertransformation ein normiertes Amplitudenspektrum gemäß 2b erhalten werden kann. In einem Zeitabschnitt, in dem eine Dosierpause von HWL in den SCRoF-Katalysator 13 vorgesehen ist, eine kurze Folge mehrer zeitlich gleich getrennter HWL-Dosierungen mit eine vorgegebenen Frequenz aus dem Dosiermodul 12 abgesetzt. Ein Signalverlauf der diese Dosierung zugrundeliegenden Dosierimpulse ist in 3a dargestellt. Aus diesem kann durch Fouriertransformation ein normiertes Amplitudenspektrum gemäß 3b erhalten werden. Weist der Stickoxidsensor 44 eine ungenügende Dynamikempfindlichkeit auf, so führen die zusätzlichen Dosierungen zu keiner Änderung im Signalverlauf des Stickoxidsensors 44 oder in dessen Amplitudenspektrum. In diesem Fall wird der Stickoxidsensor als nicht hinreichend dynamikempfindlich erkannt. Ist hingegen eine hinreichende Dynamikempfindlichkeit vorhanden, so führen die zusätzlichen Dosierungen zu einer Änderung im Signalverlauf des Stickoxidsensors 44 gemäß 4a und in dessen normiertes Amplitudenspektrum gemäß 4b. Ein durch die zusätzlichen Dosierungen aufgeprägtes Signal bei der durch einen Kreis hervorgehobenen Frequenz von 5000 Hz erkennbar. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann alternativ auch dazu verwendet werden, die Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors 43 zu überprüfen, der der zwischen dem SCRoF-Katalysator 13 und dem SCR-Katalysator 21 angeordnet ist.In one embodiment of the method according to the invention for checking the nitrogen oxide sensor 44 that is between the SCRoF catalyst 13 and the SCR catalyst 21 is arranged, shows the nitrogen oxide sensor 44 a waveform according to 2a , from which by Fourier transformation a normalized amplitude spectrum according to 2 B can be obtained. In a period of time in which a metering break from HWL in the SCRoF catalyst 13 is provided, a short sequence of several equal time separated HWL dosages with a predetermined frequency from the dosing 12 discontinued. A waveform of the metering pulses underlying this dosage is in 3a shown. From this, a normalized amplitude spectrum can be determined by Fourier transformation 3b to be obtained. Indicates the nitrogen oxide sensor 44 an insufficient dynamic sensitivity, so lead the additional dosages to any change in the waveform of the nitrogen oxide sensor 44 or in its amplitude spectrum. In this case, the nitrogen oxide sensor is detected as not sufficiently dynamic sensitive. If, on the other hand, a sufficient dynamic sensitivity is present, the additional dosages lead to a change in the signal course of the nitrogen oxide sensor 44 according to 4a and in its normalized amplitude spectrum according to 4b , A signal impressed by the additional doses can be seen at the frequency of 5000 Hz highlighted by a circle. This embodiment of the method according to the invention can alternatively also be used for the dynamic sensitivity of the ammonia sensor 43 check that between the SCRoF catalyst 13 and the SCR catalyst 21 is arranged.

Neben dem Einsatz als On-Board-Diagnose, die gesetzlich gefordert ist und Fehler die eine Emissionsüberschreitung zur Folge haben während der Fahrt anzeigen müssen, kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer Ausführungsform auch als nützliche Hilfe zur Fehlerfindung in einer Werkstatt genutzt werden. Ein in einem Fehlerspeicher des Steuergeräts 5 eingetragener Fehler kann dabei das sogenannte Pin Pointing, d. h. das Anzeigen des Fehlers im System, zu erleichtern. Ein Vorteil eines guten Pin Pointings besteht darin, dass intakte Bauteile nicht fälschlicherweise ausgetauscht werden und dem Endkunden nicht erneut ein Fehler angezeigt wird. In addition to the use as an on-board diagnosis, which is required by law and must indicate errors that result in an excess emissions while driving, the method of the invention can be used in one embodiment, as a useful aid for finding a fault in a workshop. On in a fault memory of the controller 5 Registered error can thereby facilitate the so-called pin pointing, ie the display of the error in the system. An advantage of a good pin pointing is that intact components are not exchanged incorrectly and the end customer is not displayed again an error.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004031624 A1 [0002] DE 102004031624 A1 [0002]
  • FR 2872544 A1 [0002] FR 2872544 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • FTP75 Standard [0004] FTP75 standard [0004]

Claims (10)

Verfahren zur Überprüfung eines Ammoniaksensors oder eines NH3-querempfindlichen Sensors (44), der in einem Katalysatorsystem zwischen zwei Katalysatoren (13, 21) angeordnet ist, welchem ein von einer Verbrennungskraftmaschine (6) emittiertes Abgas zugeführt wird, umfassend – periodische Änderung einer Betriebsgröße der Verbrennungskraftmaschine (6) und/oder des Katalysatorsystems, welche die Stickoxidkonzentration des Abgases beeinflusst, und – Erkennen auf eine ungenügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44), wenn die periodische Änderung der Betriebsgröße nicht zu einer periodischen Änderung des Signals des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44) führt.Method for testing an ammonia sensor or an NH 3 cross-sensitive sensor ( 44 ), which in a catalyst system between two catalysts ( 13 . 21 ), to which one of an internal combustion engine ( 6 ) emitted exhaust gas, comprising - periodically changing an operating variable of the internal combustion engine ( 6 ) and / or the catalyst system, which influences the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas, and - Recognizing insufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor ( 44 ), if the periodic change of the operating variable does not lead to a periodic change in the signal of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor ( 44 ) leads. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Katalysator (13) und der zweite Katalysator (21) unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem SCR-Katalysator, einem SCRoF-Katalysator, einem Sperrkatalysator, einem AMOX-Katalysator und einem Katalysator der eine Reaktion zwischen NH3 und NOx begünstigt.Process according to claim 1, characterized in that the first catalyst ( 13 ) and the second catalyst ( 21 ) are independently selected from the group consisting of an SCR catalyst, an SCRoF catalyst, a barrier catalyst, an AMOX catalyst and a catalyst which promotes a reaction between NH 3 and NO x . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsgröße eine Reduktionsmitteleindosierung in das Katalysatorsystem ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the operating variable is a Reduktionsmitteleindosierung in the catalyst system. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsgröße eine Luftzuführung und/oder Abgaszuführung in die Verbrennungskraftmaschine (6) ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the operating variable an air supply and / or exhaust gas supply into the internal combustion engine ( 6 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Änderung einer Betriebsgröße mit einer vorgegebenen Frequenz erfolgt und das Signal des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44) mit einem Bandpassfilter analysiert wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the periodic change of an operating variable takes place with a predetermined frequency and the signal of the ammonia sensor or the NH 3 -sensitive sensor ( 44 ) is analyzed with a bandpass filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der periodischen Änderung der Betriebsgröße der Resonanzfrequenz eines Reglers des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44) entspricht.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the frequency of the periodic change of the operating variable of the resonant frequency of a controller of the ammonia sensor or the NH 3 -sensitive sensor ( 44 ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenzmodulation der periodischen Änderung der Betriebsgröße erfolgt und das Signal des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44) einer Fourier-Transformation unterzogen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a frequency modulation of the periodic change of the operating variable takes place and the signal of the ammonia sensor or the NH 3 -sensitive sensor ( 44 ) is subjected to a Fourier transformation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine ungenügende Dynamikempfindlichkeit des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44) erkannt wird, wenn die periodische Änderung der Betriebsgröße zu einer periodischen Änderung des Signals des Ammoniaksensors oder des NH3-querempfindlichen Sensors (44) führt, welche einer Dämpfung unterliegt, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that insufficient dynamic sensitivity of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor ( 44 ) is detected when the periodic change of the operating quantity results in a periodic change in the signal of the ammonia sensor or the NH 3 cross-sensitive sensor ( 44 ), which is subject to attenuation exceeding a predetermined threshold. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät (5) abläuft.A computer program which performs all the steps of a method according to one of claims 1 to 8 when it is stored on a computing device or control device ( 5 ) expires. Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Computer oder Steuergerät (5) ausgeführt wird.Computer program product with program code, which is stored on a machine-readable carrier, for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, when the program is stored on a computer or control unit ( 5 ) is performed.
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