DE102013203580A1

DE102013203580A1 - Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems

Info

Publication number: DE102013203580A1
Application number: DE201310203580
Authority: DE
Inventors: Alexander Franz; Andreas Holzeder; Tobias Pfister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine mit einer ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) und gegebenenfalls wenigstens einer in Abgasströmrichtung stromabwärts angeordneten zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung (12). Stromaufwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) ist wenigstens eine Dosiereinrichtung (14) für Reaktionsmittel für die SCR-Katalysatoreinrichtungen (11, 12) vorgesehen. Stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) und im Fall einer zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung (12) stromaufwärts der zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung (12) ist ein NH₃-Sensor (18) angeordnet. Das Signal des NH₃-Sensors (18) wird in Abhängigkeit von der Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem beobachtet und es wird überprüft, ob das messbare Signal des NH₃-Sensors (18) mit einem zu erwartenden Signal übereinstimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine mit einer ersten SCR-Katalysatoreinrichtung und gegebenenfalls wenigstens einer zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung. Stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung bzw. zwischen beiden SCR-Katalysatoreinrichtungen ist ein NH₃-Sensor angeordnet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft, sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode.
Stand der Technik
Um die immer strengeren Abgasgesetzgebungen insbesondere für Kraftfahrzeuge zu erfüllen, ist es notwendig, den Gehalt von Stickoxiden (NOx) im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen zu verringern. Hierfür sind SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) bekannt, die im Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordnet sind, wobei die SCR-Katalysatoren die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduzieren. Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH₃) als Reduktionsmittel oder Reaktionsmittel benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Für die Bereitstellung von Ammoniak wird üblicherweise eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrang mithilfe einer Dosiereinrichtung eingespritzt wird. Aus dieser Lösung spaltet sich NH₃ ab, das im SCR-Katalysator als Reduktionsmittel wirken kann. Um in dem SCR-Katalysator hohe Umsatzraten bei der Reduktion der Stickoxide zu erzielen, muss der SCR-Katalysator so betrieben werden, dass er ständig bis zu einem gewissen Niveau mit dem Reduktionsmittel Ammoniak befüllt ist.
Heute bekannte SCR-Katalysatoren speichern NH₃ an der Katalysatoroberfläche. Die NOx-Konversion im SCR-Katalysator ist umso erfolgreicher, umso größer das Reduktionsmittelangebot im Katalysator ist. Solange die Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators für NH₃ noch nicht ausgeschöpft ist, wird zu viel dosiertes Reduktionsmittel gespeichert. Wenn die Dosiereinheit weniger Reduktionsmittel zur Verfügung stellt als für die Konversion der aktuell im Abgas vorhandenen Stickoxide notwendig ist, wird das gespeicherte Reduktionsmittel für die Konversion der Stickoxide verbraucht und damit der NH₃-Füllstand verringert.
Zur Erzielung höherer Umsatzraten bei der Stickoxidreduktion im Abgasstrang sind bereits Systeme bekannt, die zwei separate SCR-Katalysatoreinrichtungen einsetzen. Die Versorgung der hintereinander geschalteten SCR-Katalysatoreinrichtungen erfolgt üblicherweise derart, dass in Abgasrichtung gesehen stromaufwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung eine Dosiereinrichtung für Reaktionsmittel vorgesehen ist. Über diese Dosiereinrichtung wird der erste SCR-Katalysator mit Reduktionsmittel versorgt. Ein Teil des zugeführten Reduktionsmittels wird nicht bei der Katalysereaktion im ersten SCR-Katalysator verbraucht und auch nicht im ersten SCR-Katalysator gespeichert, sodass dieser Teil des zugeführten Reduktionsmittels die erste SCR-Katalysatoreinrichtung als sogenannter NH₃-Schlupf wieder verlässt. Über diesen NH₃-Schlupf wird die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung mit Reduktionsmittel versorgt, sodass auch für die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung ausreichend Reduktionsmittel zur Verfügung steht. Die Ermittlung der erforderlichen Dosierrate für eine optimale Abgasnachbehandlung erfolgt üblicherweise in einer elektronischen Steuereinheit, in der optimierte Strategien für den Betrieb des SCR-Systems hinterlegt sind.
Heute bekannte Dosierstrategien für SCR-Systeme verfügen über eine sogenannte Füllstandsregelung, die einen Arbeitspunkt in Form eines Sollwerts für den NH₃-Füllstand in einem SCR-Katalysator einstellt. Dieser Arbeitspunkt wird so gewählt, dass der NH₃-Füllstand hoch genug ist, um sowohl eine hohe NOx-Konversionsrate als auch einen Puffer für kurzfristig auftretende NOx-Spitzen zu gewährleisten. Der Füllstand sollte aber andererseits auch so weit wie möglich von der maximalen Speicherfähigkeit entfernt sein, um einen NH₃-Schlupf aus dem Gesamtsystem zu vermeiden.
Im Rahmen der sogenannten On-Board-Diagnose (OBD) wird eine Diagnose aller emissionsrelevanten Bauteile eines Kraftfahrzeugs gefordert. Dies umfasst die Überwachung aller Abgasnachbehandlungskomponenten sowie der eingesetzten Sensorik. Im Zuge von Diagnosefunktionen für die Stickoxid-Abgasnachbehandlung wird die Einhaltung der zulässigen OBD-Grenzwerte für die Stickoxidemissionen des Kraftfahrzeugs überwacht. Bei Abgasanlagen mit nur einem SCR-Katalysator wird zu Diagnosezwecken heute üblicherweise die NOx-Konversionsrate des SCR-Katalysators mithilfe eines stromabwärts des Katalysators angeordneten NOx-Sensors bestimmt. Dazu wird in geeigneten Betriebspunkten der NOx-Massenstrom als Sensorwert stromabwärts des SCR-Katalysators und als Sensor- oder Modellwert stromaufwärts des SCR-Katalysators integriert. Nach Erreichen einer NOx-Massenschwelle wird daraus die NOx-Konversionsrate berechnet. Der Katalysator gilt als defekt, wenn die Konversionsrate unterhalb eines systemspezifischen Grenzwerts liegt. Dieser Grenzwert wird üblicherweise aus einem Modellwirkungsgrad der Dosierstrategie abgeleitet, die den im jeweiligen Betriebspunkt erwarteten NOx-Umsatz beschreibt. Moderne SCR-Systeme verfügen daher zumindest über einen NOx-Sensor stromabwärts des SCR-Katalysators. Derzeit übliche NOx-Sensoren weisen eine Querempfindlichkeit für NH₃ auf, wobei das Sensorsignal ein Summensignal aus NOx und NH₃ zeigt. Ein Anstieg des Sensorsignals kann daher sowohl auf einer sinkenden NOx-Konversionsrate, also einem Anstieg der NOx-Konzentration, als auch auf einem Durchbruch von reinem Ammoniak, also einem Anstieg der NH₃-Konzentration, beruhen. Eine direkte Unterscheidung von NOx und NH₃ ist nicht möglich.
Andere Systeme sind gegebenenfalls zusätzlich mit einem NH₃-Sensor ausgestattet, der beispielsweise zwischen zwei SCR-Katalysatoren verbaut ist.
Neben der Einhaltung der zulässigen OBD-Grenzwerte fordert die Gesetzgebung auch eine Überwachung der einzelnen Komponenten eines Abgasnachbehandlungssystems. Folglich sollte bei einem Katalysatorsystem mit mehr als einem SCR-Katalysator jeder Katalysator einzeln im Hinblick auf seine Funktionsfähigkeit überwacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems bereitzustellen, das bei einem SCR-System mit einer oder mehreren SCR-Katalysatoreinrichtungen die Überwachung der einzelnen SCR-Katalysatoreinrichtungen und insbesondere eine Überwachung der in Abgasströmrichtung ersten SCR-Katalysatoreinrichtung erlaubt. Bei einem SCR-System mit mehreren Katalysatoren, das die OBD-Grenzwerte überschreitet, soll mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens der defekte oder beeinträchtigte Katalysator im System eindeutig identifiziert werden können. Beispielsweise soll damit erkannt werden können, ob einer der SCR-Katalysatoren so weit gealtert ist, dass die geforderten Umsatzraten nicht mehr gegeben sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine mit einer ersten SCR-Katalysatoreinrichtung und gegebenenfalls wenigstens einer zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung gelöst, wie es sich aus dem Anspruch 1 ergibt. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einem Abgasnachbehandlungssystems aus, das eine erste SCR-Katalysatoreinrichtung und gegebenenfalls wenigstens eine zweite, stromabwärts angeordnete SCR-Katalysatoreinrichtung aufweist. Die erste SCR-Katalysatoreinrichtung ist also der Brennkraftmaschine zugewandt bzw. ist motornah angeordnet. Stromaufwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung ist wenigstens eine Dosiereinrichtung für das erforderliche Reaktionsmittel vorgesehen. Im Fall von zwei SCR-Katalysatoreinrichtungen wird die erste SCR-Katalysatoreinrichtung mit mindestens so viel Reaktionsmittel beaufschlagt, dass hinter der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung ein NH₃-Schlupf entsteht. Dieses NH₃ gelangt in die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung und steht hier für die Katalysereaktion zur Verfügung. Das Abgasnachbehandlungssystem umfasst weiterhin einen NH₃-Sensor, der stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung angeordnet ist. In dem Fall, dass eine zweite SCR-Katalysatoreinrichtung vorgesehen ist, befindet sich der NH₃-Sensor zwischen der ersten und der zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung. Der NH₃-Sensor kann so ausgestaltet sein, dass er ausschließlich NH₃ misst. In anderen Ausgestaltungen ist es möglich, dass ein NOx-Sensor an dieser Stelle vorgesehen ist, der eine Querempfindlichkeit für NH₃ zeigt, wie es bei derzeit üblichen NOx-Sensoren oftmals der Fall ist. Erfindungsgemäß wird das Signal des NH₃-Sensors in Abhängigkeit von der Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem beobachtet und es wird überprüft, ob das messbare Signal des NH₃-Sensors mit einem zu erwartenden Signal übereinstimmt. Wenn das messbare Signal von dem zu erwartenden Signal abweicht, kann auf eine Beeinträchtigung der Funktion der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung geschlossen werden. Für das Maß der Abweichung des messbaren Signals von einem zu erwartenden Signal kann beispielsweise ein bestimmtes Toleranzband der Abweichung vorgegeben werden. Zusätzlich zur Abhängigkeit des Signals des NH₃-Sensors von der Temperatur kann auch eine Abhängigkeit von der Dosierrate ausgewertet werden. Dem liegt zugrunde, dass bei einer Regelung der Dosierung des Reaktionsmittels für die SCR-Katalysatoreinrichtungen die Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem berücksichtigt wird, da die Temperatur einen Einfluss auf verschiedene Faktoren der Abgasnachbehandlung, insbesondere auf die NH₃-Speicherfähigkeit eines SCR-Katalysators ausübt. Dementsprechend reagiert die Dosierregelung auf eine Temperaturänderung. Die Abhängigkeit des NH₃-Signals von der geänderten Dosierrate kann ebenfalls erfindungsgemäß herangezogen werden, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht unter anderem darauf, dass bekanntermaßen die NH₃-Speicherfähigkeit eines SCR-Katalysators mit fortschreitender, insbesondere thermischer Alterung stark abnimmt. Somit ist die NH₃-Speicherfähigkeit ein geeignetes Diagnosemerkmal für eine Katalysatorüberwachung. Weiterhin nutzt das erfindungsgemäße Verfahren, dass die NH₃-Speicherfähigkeit eines SCR-Katalysators von der Temperatur abhängig ist und insbesondere mit steigender Temperatur sinkt. Die Erfindung nutzt die Abhängigkeit der NH₃-Speicherfähigkeit von der Katalysatortemperatur und von dem Alterungszustand des Katalysators, wobei das NH₃-Signal stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung betrachtet wird und mit einem zu erwartenden Signal verglichen wird. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann auf eine Beeinträchtigung der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung geschlossen werden, wenn bei einer zunehmenden Temperatur kein kurzfristiger deutlicher Anstieg des Signals am NH₃-Sensor feststellbar ist. Dem liegt zugrunde, dass die NH₃-Speicherfähigkeit bei zunehmender Temperatur abnimmt, wobei sich ein Teil des auf der Katalysatoroberfläche gespeicherten Reduktionsmittels löst. Dies macht sich als eine kurzzeitige Erhöhung der NH₃-Konzentration am NH₃-Sensor stromabwärts des Katalysators bemerkbar. Bei einem neuwertigen SCR-Katalysator ist diese „NH₃-Schlupfwolke“ wegen der absolut größeren Abnahme der NH₃-Speicherfähigkeit deutlich größer als bei einem gealterten Katalysator. Daher kann insbesondere im Vergleich mit Referenzwerten überprüft werden, ob die zu erwartende NH₃-Schlupfwolke als kurzfristiger deutlicher Anstieg des Signals am NH₃-Sensor auftritt oder nicht, so dass gegebenenfalls auf eine defekte oder beeinträchtigte erste SCR-Katalysatoreinrichtung geschlossen werden kann. Bei einer deutlichen Zunahme des NH₃-Sensorsignals bei einer ansteigenden Temperatur ist also von einer neuwertigen, d.h. voll funktionsfähigen SCR-Katalysatoreinrichtung auszugehen. Bei einer schwachen Zunahme des NH₃-Sensorsignals ist von einer defekten oder beeinträchtigten SCR-Katalysatoreinrichtung auszugehen. Bei der Temperaturerhöhung, die für die Durchführung dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet wird, handelt es sich insbesondere um eine schnelle Temperaturerhöhung, bei der sich pro Zeiteinheit mehr NH₃ von der Oberfläche der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung löst als gleichzeitig bei der SCR-Reaktion mit dem weiterhin einströmenden NOx umgesetzt werden kann. Anders ausgedrückt ist bei einem positiven Temperaturgradienten eine NH₃-Schlupfwolke stromabwärts des ersten SCR-Katalysators zu erwarten. Liegt die messbare NH₃-Menge oberhalb einer bestimmten ersten Schwelle, ist der SCR-Katalysator in Ordnung. Liegt die NH₃-Menge unterhalb einer bestimmten zweiten Schwelle, ist der SCR-Katalysator defekt. Zwischen der ersten und der zweiten Schwelle kann ein Bereich liegen, in dem keine eindeutige Aussage möglich ist.
Das NH₃-Sensorsignal kann weiterhin vor dem Hintergrund betrachtet werden, dass der NH₃-Füllstand in der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung durch die Dosierstrategie, also die Regelung der Dosierrate, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur angehoben (Befüllphase) oder abgesenkt (Entleerphase) wird. Bei einer üblicherweise eingesetzten Regelung geht die Dosierstrategie davon aus, dass bei einer abnehmenden Temperatur die NH₃-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators steigt. Folglich wird ein Teil des zudosierten Reaktionsmittels von der SCR-Katalysatoreinrichtung gespeichert und verlässt nicht als NH₃-Schlupf den SCR-Katalysator, um gegebenenfalls für die Katalysereaktion in einer zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung zur Verfügung zu stehen. Damit die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung auch weiterhin ausreichend mit Reduktionsmittel versorgt wird, reagiert die Dosierregelung bei einer Temperaturabsenkung daher mit einer entsprechenden Anhebung der Dosierrate. Dies nutzt das erfindungsgemäße Verfahren, indem bei einer abnehmenden Temperatur, die in einer Hochregelung der Dosierrate resultiert, überprüft wird, ob sich das Signal am NH₃-Sensor stromabwärts des ersten SCR-Katalysators verändert. Wenn ein Anstieg des Signals am NH₃-Sensor feststellbar ist, ist davon auszugehen, dass eine Beeinträchtigung der Funktion, also eine zu geringe NH₃-Speicherfähigkeit, der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung vorliegt. Ein gleichbleibendes oder sinkendes NH₃-Sensorsignal bei abnehmender Katalysatortemperatur gibt einen Hinweis darauf, dass die erste SCR-Katalysatoreinrichtung in Ordnung ist. Anders ausgedrückt wird bei einem negativen Temperaturgradienten erwartet, dass sich das NH₃-Signal stromabwärts des ersten SCR-Katalysators nicht ändert oder gegebenenfalls sinkt. Falls das tatsächlich messbare NH₃-Signal steigt, ist der erste SCR-Katalysator defekt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Reaktion der Dosierregelung auf eine Temperaturänderung durch einen Eingriff in die Dosierrate verstärkt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die durch die gegebenen Temperaturschwankungen hervorgerufen Befüll- oder Entleerphasen in der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung in einem betrachteten Abgassystem nicht groß genug sind, um die beschriebenen Effekte beobachten zu können. Insbesondere in diesen Fällen kann durch eine künstlich herbeigeführte Anhebung oder Absenkung der Dosierrate, beispielsweise auch durch eine Deaktivierung der Dosiereinrichtung, die durch die Temperaturänderung hervorgerufene Befüllung oder Entleerung durch eine aktive Verstärkung der Reaktion der Dosierregelung unterstützt werden. Mit Befüllen und Entleeren eines SCR-Katalysators ist hierbei gemeint, dass sich der NH₃-Füllstand im SCR-Katalysator ändert. Durch eine aktiv herbeigeführte Verstärkung der temperaturänderungsbedingten Anhebung oder Absenkung der Dosierrate, also durch einen Eingriff in die Dosierrate, kann der Messeffekt bei der Durchführung der Überwachung während eines im normalen Betrieb auftretenden negativen oder positiven Temperaturgradienten verstärkt werden. Bei einer aktiven Absenkung der Dosierrate kann allerdings ein Einfluss auf die NOx-Emissionen des Abgasnachbehandlungssystems auftreten, da gegebenenfalls nicht ausreichend Reduktionsmittel zur Umsetzung der Stickoxide mehr vorliegt. Daher wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Eingriff in die Dosierrate nur dann vorgenommen, wenn ein Fehlerverdacht vorliegt. So kann beispielsweise eine passive Messung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Ausnutzung der positiven und negativen Temperaturgradienten, die im regulären Fahrzyklus auftreten, als erste Stufe einer Eskalationsstrategie durchgeführt werden. Wenn diese Messungen, die nicht aktiv außerhalb der Regelstrategie in die Dosierrate eingreifen, zu einem Fehlerverdacht führen, kann aktiv in die Dosierrate eingegriffen werden, um durch den dabei zu erwartenden größeren Messeffekt die Diagnose zu verifizieren. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein aktiver Eingriff in die Dosierrate über den Regelbereich hinaus nicht in jedem Fahrzyklus durchgeführt werden muss.
Das erfindungsgemäße Überwachungs- oder Diagnoseverfahren kann die im regulären Betrieb stattfindenden Temperaturänderungen im Abgasnachbehandlungssystem nutzen, um in diesen Betriebsphasen die Diagnose durchzuführen. In anderen Ausgestaltungen kann die erforderliche Temperaturänderung, insbesondere eine Temperaturerhöhung, auch aktiv ausgelöst werden, beispielsweise durch eine Betriebspunktverlagerung des Verbrennungsmotors in einem Hybridantriebsstrang, durch eine späte Nacheinspritzung und/oder durch ein HCI-System (Hydrocarbon Injection), bei dem hinter dem Brennraum direkt in den Abgasstrang Kraftstoff eingespritzt wird. Derartige Systeme können vorgesehen sein, um z.B. in einem nachgeschalteten Oxidationskatalysator durch eine exotherme Verbrennung die Abgastemperatur zu erhöhen. Ein vorhandenes HCI-System kann daher mit Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden. Auf diese Weise kann die Diagnosehäufigkeit erhöht werden und gegebenenfalls kann die Diagnosegenauigkeit erweitert werden, sodass beispielsweise nach einer gewissen Betriebsdauer eines Katalysators, nach der statistisch gesehen aufgrund der thermischen Alterung eine Beeinträchtigung der Funktion eines Katalysators zu erwarten ist, eine Diagnose häufiger durchgeführt werden kann als bei einem neuen Katalysator. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass eine aktive Temperaturänderung ausgelöst wird, wenn ein Fehlerverdacht vorliegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei üblichen Abgasnachbehandlungssystemen mit einem oder zwei SCR-Katalysatoren eingesetzt werden, also insbesondere auch bei Katalysatorsystemen, bei denen das SCR-Katalysatorvolumen auf zwei hintereinander geschaltete Katalysatorbüchsen verteilt ist. Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren ist aber beispielsweise auch für solche Systeme geeignet, bei denen beispielsweise die erste SCR-Katalysatoreinrichtung ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung und die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung ein üblicher SCR-Katalysator ist. Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren ist darüber hinaus auch für Abgasnachbehandlungssysteme mit weiteren Komponenten geeignet. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Systemen eingesetzt werden, bei denen dem zweiten SCR-Katalysator ein sogenannter Clean-up-Katalysator, der zur Entfernung von Ammoniak aus dem Abgas vorgesehen ist, nachgeschaltet ist.
Voraussetzung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung ein NH₃-Sensor eingebaut ist. Im Fall von zwei SCR-Katalysatoreinrichtungen befindet sich der NH₃-Sensor zwischen dem ersten und dem zweiten SCR-Katalysator. Geeignete NH₃-Sensoren erlauben eine direkte Messung von NH₃ im Abgas, beispielsweise in ppm. Darüber hinaus ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei einem SCR-Katalysatorsystem einzusetzen, bei dem anstatt eines NH₃-Sensors an dieser Position ein NOx-Sensor vorgesehen ist, der eine Querempfindlichkeit für NH₃ aufweist. Auch aus einem NOx-Sensorsignal lässt sich die NH₃-Konzentration indirekt, insbesondere rechnerisch, auch unter Berücksichtigung von Modellwerten, ermitteln.
Die Erfindung umfasst schließlich ein Computerprogramm, das alle Schritte des beschriebenen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird, sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird. Die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Computerprogramm oder als Computerprogrammprodukt hat den Vorteil, dass dieses Programm ohne Weiteres auch bei bestehenden Kraftfahrzeugen mit den vorhandenen Hardwarekomponenten im Abgasstrang eingesetzt werden kann, um so die Vorteile bei der Überwachung des Abgasnachbehandlungssystems nutzen zu können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 beispielhafte Darstellungen der Komponenten von Abgasnachbehandlungssystemen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens geeignet sind;
2 schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der NH₃-Speicherfähigkeit und der Temperatur des SCR-Katalysators sowie des Einflusses einer thermischen Alterung des SCR-Katalysators;
3 schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der NOx-Konversionsrate in Abhängigkeit von der Temperatur des SCR-Katalysators, dem NH₃-Füllstand und der Raumgeschwindigkeit des Abgases im Katalysator;
4 schematische Darstellung der Regelgröße des NH₃-Füllstandes in einem Katalysatorsystem mit zwei hintereinander geschalteten SCR-Katalysatoren im Regelbetrieb und
5 beispielhaftes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In den 1A und 1B sind die Komponenten von zwei beispielhaften Abgasnachbehandlungssystemen einer Brennkraftmaschine gezeigt. Die Brennkraftmaschine selbst ist jeweils nicht dargestellt. Der Pfeil gibt die Abgasströmrichtung an. Das Abgas durchströmt zunächst einen Dieseloxidationskatalysator 10. Anschließend gelangt das Abgas in die erste SCR-Katalysatoreinrichtung 11, beispielsweise ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SCRF = SCR on Filter). Stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung 11 ist eine zweite SCR-Katalysatoreinrichtung 12, insbesondere ein üblicher SCR-Katalysator, angeordnet. Daran schließt sich ein Clean-up-Katalysator 13 an, der zur Entfernung von Ammoniak aus dem Abgas vorgesehen ist. Stromaufwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtungen 11 ist jeweils eine Dosierstelle 14 für das Reaktionsmittel für die SCR-Katalysatoreinrichtungen 11 und 12 vorgesehen. Das Reaktionsmittel wird jeweils so dosiert, dass ein Teil des Reaktionsmittels die erste SCR-Katalysatoreinrichtung 11 ungenutzt passiert und in die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung 12 gelangt, um hier für die Katalysereaktion zur Verfügung zu stehen. In den Katalysatorsystemen in 1A und 1B sind weiterhin verschiedene Sensoren vorgesehen. Stromabwärts des zweiten SCR-Katalysators 12 ist in 1A ein Stickoxidsensor 15 angeordnet. In 1B ist ebenfalls ein Stickoxidsensor 16 stromabwärts des zweiten SCR-Katalysators 12 vorgesehen. In dieser Ausgestaltung befindet sich der Stickoxidsensor 16 jedoch stromabwärts des Clean-up-Katalysators 13. Weiterhin kann stromaufwärts der Dieseloxidationskatalysatoren 10 jeweils ein weiterer Stickoxidsensor 17 vorgesehen sein, der die Stickoxide im Abgas unmittelbar nach dem Austritt aus der Brennkraftmaschine erfassen kann. Alternativ können die Stickoxidwerte direkt nach der Brennkraftmaschine auch durch eine Modellierung dieser Werte ermittelt und beispielsweise für eine Effizienzberechnung verwendet werden. Wesentlich für die Erfindung ist ein NH₃-Sensor 18, der sowohl in der Anordnung gemäß 1A als auch in der Anordnung gemäß 1B zwischen der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung 11 und der zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung 12 angeordnet ist. Mittels des Sensors 18 kann die NH₃-Schlupfkonzentration stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung 11 gemessen werden. Diese Messergebnisse werden erfindungsgemäß genutzt, um einen Defekt am ersten SCR-Katalysator 11 eindeutig diagnostizieren zu können. Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren kann auch bei Abgasnachbehandlungssystemen mit nur einem SCR-Katalysator eingesetzt werden, bei dem stromabwärts des SCR-Katalysators ein NH₃-Sensor verbaut ist.
2 illustriert den Zusammenhang zwischen der NH₃-Speicherfähigkeit (mNH3_max) eines SCR-Katalysators und der Temperatur (T_SCR) im Katalysator sowie den Einfluss einer thermischen Alterung des Katalysators. Der Verlauf 21 repräsentiert das NH₃-Speicherverhalten eines neuwertigen SCR-Katalysators in Abhängigkeit von der Temperatur des Katalysators, wobei die NH₃-Speicherfähigkeit mit zunehmender Temperatur abnimmt. Mit zunehmender Alterung, hier dargestellt durch den Pfeil 24, sinkt über den gesamten Temperaturbereich die NH₃-Speicherfähigkeit des SCR-Katalysators, dargestellt anhand der Verläufe 22 und 23. Die maximale NH₃-Speicherfähigkeit eines SCR-Katalysators ist damit eine Funktion der Temperatur des SCR-Katalysators, wobei die maximale Speicherfähigkeit mit zunehmender thermaler Alterung des Katalysators über den gesamten Temperaturbereich abnimmt. Im Verlauf der Lebensdauer eines Katalysators kommt es damit zwangsläufig zu einer Einschränkung der Funktionsfähigkeit des Katalysators. Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, eine derart eingeschränkte Funktionsfähigkeit eines bestimmten Katalysators in einem SCR-Katalysatorsystem zu erkennen.
Aus diesem dargestellten Zusammenhang wird deutlich, dass die Speicherfähigkeit für NH₃ bei zunehmender Temperatur absinkt, wobei dieses Absinken bei einem neuwertigen Katalysator (Verlauf 21) in absoluten Werten am größten ist. Dieser Zusammenhang wird erfindungsgemäß beispielsweise so genutzt, dass die damit verbundene Freisetzung von gespeichertem NH₃ bei einer schnellen Temperaturerhöhung gemessen wird. Bei einem voll funktionsfähigen SCR-Katalysator wird eine deutlich messbare Menge NH₃ bei einer Temperaturerhöhung freigesetzt, die als NH₃-Schlupf den SCR-Katalysator verlässt. Ist bei einer Temperaturerhöhung stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung keine deutliche NH₃-Schlupfwolke feststellbar, ist von einem nicht voll funktionsfähigen SCR-Katalysator auszugehen. Aufgrund der absolut größeren Abnahme der NH₃-Speicherfähigkeit bei einem neuwertigen SCR-Katalysator (Verlauf 21) im Vergleich mit einem gealterten SCR-Katalysator (Verlauf 23) ist bei einem neuwertigen SCR-Katalysator eine deutlich größere NH₃-Schlupfwolke zu erwarten als bei einem gealterten SCR-Katalysator.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Signal am NH₃-Sensor in Abhängigkeit von der Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem unter Berücksichtigung der Dosierstrategie im Zuge der Regelung der Dosierrate ausgewertet. Der NH₃-Füllstand wird üblicherweise in Abhängigkeit von der Temperatur angehoben (Befüllphase) oder abgesenkt (Entleerphase).
Die übliche Regelung der Dosierstrategie im Hinblick auf die Regelgröße des NH₃-Füllstandes wird nachfolgend erläutert. Hierbei illustriert 3 die Abhängigkeit der NOx-Konversionsrate, dargestellt als der SCR-Wirkungsgrad η_SCR, in Abhängigkeit von der Temperatur im Katalysator. Weiterhin sind die Einflüsse des NH₃-Füllstandes und der Raumgeschwindigkeit (SV) des Abgases im Katalysator dargestellt. Der Zusammenhang zwischen dem SCR-Wirkungsgrad und der Temperatur, dem NH₃-Füllstand und der Raumgeschwindigkeit ist anhand der Verläufe 31, 32 und 33 dargestellt, wobei der Pfeil 34 einen abnehmenden NH₃-Füllstand und der Pfeil 35 eine zunehmende Raumgeschwindigkeit des Abgases andeuten. Der SCR-Wirkungsgrad sinkt bei abnehmendem NH₃-Füllstand und bei zunehmender Raumgeschwindigkeit des Abgases jeweils in Abhängigkeit von der Temperatur im SCR-Katalysator. Ein maximaler Wirkungsgrad wird innerhalb eines bestimmten „optimalen“ Temperaturbereichs erreicht. Insbesondere bei einer Temperatur unterhalb von 200° Celsius ist der NOx-Umsatz sehr gering.
4 illustriert die Regelung der Dosierstrategie im Hinblick auf die Regelgröße des NH₃-Füllstandes bei einem Katalysatorsystem mit zwei hintereinander geschalteten SCR-Katalysatoren, wobei nur eine Dosierstelle für Reduktionsmittel stromaufwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung vorgesehen ist. Dem ersten Katalysator (SCR1) wird über die Dosierstelle Ammoniak (dmNH3) zugeführt. Daraufhin stellt sich ein bestimmter NH₃-Füllstand (mNH3_SCR1) im ersten Katalysator ein. Mit dem Abgas gelangt eine bestimmte Menge von NOx (dmNOx) in den ersten Katalysator. Diese Menge verringert sich durch die im ersten Katalysator stattfindende Katalysereaktion, sodass der NOx-Massenstrom dmNOx_1→2 den ersten Katalysator verlässt. dmNOx_1→2 ist von dem Wirkungsgrad im ersten Katalysator gemäß der Formel dmNOx_1→2 = dmNOx·(1 – η_SCR1) abhängig. Der Massenstrom dmNOx_1→2 gelangt in die zweite Katalysatoreinrichtung (SCR2) und wird hier gemäß dem Wirkungsgrad im zweiten Katalysator gemäß der Formel dmNOx₂ = dmNOx_1→2·(1 – η_SCR2) umgesetzt und verlässt als Massenstrom dmNOx₂ den zweiten Katalysator.
Das SCR-Katalysatorsystem wird mit einer solchen Dosierstrategie betrieben, dass sich beim ersten Katalysator SCR1 ein bestimmter Reduktionsmittelschlupf (dmNH3_1→2) einstellt, sodass dieses Reduktionsmittel in den zweiten Katalysator SCR2 gelangt, um hier einen vorgebbaren NH₃-Füllstand mNH3_SCR2 einzustellen, der für einen optimalen Betrieb des zweiten Katalysators SCR2 erforderlich ist. Dabei stellen sich die NH₃-Füllstände mNH3_SCR1 und mNH3_SCR2 in der ersten und der zweiten Katalysatoreinrichtung gemäß den folgenden Formeln ein, wobei cnv für „converted“, also „umgesetzt“, steht: mNH3_SCR1 = ∫(dmNH3 – dmNH3_SCR1,cnv)dt mNH3_SCR2 = ∫(dmNH3_1→2 – dmNH3_SCR2,cnv)dt dmNH3_1→2 stellt sich damit gemäß dmNH3_1→2 = dmNH3 – dmNH3_SCR1,cnv ein. Die NOx-Emissionen, die den zweiten Katalysator verlassen (dmNOx₂) ergeben sich aus der folgenden Formel:
Wie weiter oben bereits erläutert, hängt der Wirkungsgrad des jeweiligen SCR-Katalysators η_SCR von der Temperatur T_SCR, dem Füllstand mNH3 und der Raumgeschwindigkeit SV ab: η_SCR = f (T_SCR, mNH3, SV).
Das erfindungsgemäße Diagnose- und Überwachungsverfahren nutzt die Abhängigkeit der NH₃-Speicherfähigkeit eines SCR-Katalysators von der Temperatur. Der SCR-Katalysator zeigt bei abnehmender Katalysatortemperatur eine höhere NH₃-Speicherfähigkeit, so dass der SCR-Katalysator bei unveränderter Reduktionsmitteldosierung einen Teil der zudosiereten NH₃-Menge zusätzlich aufnehmen kann. Hierdurch sinkt die messbare NH₃-Schlupfkonzentration zwischen dem ersten SCR-Katalysator und dem zweiten SCR-Katalysator. Damit jedoch der zweite SCR-Katalysator auch weiterhin ausreichend mit Reduktionsmittel versorgt wird, reagiert die Dosierregelung auf eine Temperatursenkung mit einer entsprechenden Anhebung der Dosierrate. Dabei geht die Dosiermengenregelung von Modellfüllständen aus, die deutlich über der NH₃-Speicherfähigkeit eines defekten oder eingeschränkten ersten SCR-Katalysators liegen. Bei einem defekten oder eingeschränkten ersten SCR-Katalysator würde die Regelung daher den Speichergewinn durch die Temperaturabsenkung überschätzen. Dieser Umstand wird erfindungsgemäß genutzt. Bei einem neuwertigen ersten SCR-Katalysator wird die Erhöhung der Dosierrate durch die gestiegene NH₃-Speicherfähigkeit kompensiert, so dass sich die NH₃-Schlupfkonzentration am NH₃-Sensor stromabwärts des ersten SCR-Katalysators nicht wesentlich ändert. Je nach Auslegung der Dosiereinrichtung kann es dazu kommen, dass die Dosierrate nicht in ausreichendem Maße erhöht werden kann, so dass bei einer sinkenden Temperatur die NH₃-Schlupfkonzentration am NH₃-Sensor sogar abnehmen kann. Bei einem eingeschränkten bzw. gealterten ersten SCR-Katalysator kann jedoch die durch die Anhebung der Dosierrate zusätzlich dosierte NH₃-Masse nicht vollständig gespeichert werden. Diese Einschränkung der Funktionsfähigkeit ist als NH₃-Schlupfwolke am NH₃-Sensor stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung messbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch mit einem NOx-Sensor stromabwärts des SCR-Katalysators, insbesondere zwischen der ersten und der zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung, realisieren, sofern eine Querempfindlichkeit für NH₃ vorhanden ist. Die Errechnung eines NH₃-Signals auf der Basis der Messwerte des NOx-Sensors kann beispielsweise wie nachfolgend beschrieben vorgenommen werden. Das NOx-Sensorsignal lässt sich beschreiben mit: NOx_hinterSCR1_gemessen = NOx_hinterSCR1 + NH₃_hinterSCR1·facNH₃Korr wobei facNH₃Korr ein sensorspezifischer Korrelationsfaktor zwischen der NH₃-Konzentration und der tatsächlichen NOx-Konzentration ist. Beispielsweise würde gelten: facNH₃Korr = 0,8, wenn beispielsweise 5 ppm NH₃ zu einer Anzeige von 4 ppm NOx im Sensorsignal führt. Hieraus folgt: NH₃_hinterSCR1 = (NOx_hinterSCR1_gemessen – NOx_hinterSCR1) / facNH₃Korr
Zusätzlich zum NH₃-Schlupf enthält die Regelstrategie für die Dosierrate in der Regel ein Modell für die aktuelle NH₃-Konversion auf der Oberfläche des ersten SCR-Katalysators, mit dessen Hilfe die NOx-Konzentration stromabwärts des ersten SCR-Katalysators vorhergesagt werden kann: NOx_hinterSCR1_Modell = NOx_vorSCR1·(1 – eta_SCR1_Modell) wobei eta_SCR1 die im aktuellen Betriebspunkt erwartete NOx-Konvertierungsrate des ersten SCR-Katalysators ist. Wird nun anstatt der bislang unbekannten Größe der tatsächlichen NOx-Konzentration stromabwärts des ersten SCR-Katalysators (NOx_hinterSCR1) der Modellwert verwendet, ergibt sich die NH₃-Konzentration stromabwärts des ersten SCR-Katalysators (NH₃_hinter SCR1) folgendermaßen: NH₃_hinterSCR1 = (NOx_hinterSCR1_gemessen – NOx_vorSCR1·(1 – eta_SCR1_Modell)) / facNH₃Korr
Die Realisierung des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens kann durch eine Anpassung in einer Steuergerätesoftware erfolgen. Ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens ist in 5 dargestellt. Nach dem Start 51 des Verfahrens wird im Schritt 52 zunächst überprüft, ob ein negativer Temperaturgradient (–dT/dt > Schwelle) vorliegt. Ist dies der Fall, wird im Schritt 53 das NH₃-Sensorsignal im Hinblick auf Änderungen beobachtet. Im anschließenden Schritt 54 wird überprüft, ob die Auswertezeit und die Temperaturabsenkung groß genug für eine sichere Auswertung sind. Ist dies der Fall, wird im Schritt 55 überprüft, ob keine oder eine negative Änderung des NH₃-Sensorsignals während der Auswertezeit erfolgt ist. Wenn dies zu bejahen ist, wird die Schlussfolgerung 56 gezogen, dass die erste SCR-Katalysatoreinrichtung in Ordnung ist. Ergibt sich im Schritt 55, dass die Bedingungen nicht erfüllt sind, wird im Schritt 57 überprüft, ob eine positive Änderung des NH₃-Sensorsignals während der Auswertezeit feststellbar ist. Ist dies der Fall, ist im Schritt 58 die Schlussfolgerung zu ziehen, dass der erste SCR-Katalysator defekt oder in seiner Funktion eingeschränkt ist.
Ergibt sich im Schritt 52, dass kein negativer Temperaturgradient vorliegt, wird im Schritt 59 überprüft, ob ein positiver Temperaturgradient (dT/dt > Schwelle) vorliegt. Ist dies der Fall, wird im Schritt 60 die Änderung des NH₃-Sensorsignals betrachtet. Im Schritt 61 wird überprüft, ob die Auswertezeit und der Temperaturhub groß genug für eine sichere Auswertung sind. Ist dies der Fall, wird im Schritt 62 überprüft, ob die Zunahme des NH₃-Signals größer als eine erste vorgebbare Schwelle ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 63 die Schlussfolgerung gezogen, dass der erste SCR-Katalysator in Ordnung ist. Ergibt die Abfrage in Schritt 62, dass die Zunahme des NH₃-Signals nicht größer als die erste vorgebbare Schwelle ist, erfolgt im Schritt 64 die Abfrage, ob die Zunahme des NH₃-Signals kleiner als eine zweite vorgebbare Schwelle ist. Ist dies der Fall, erfolgt im Schritt 65 die Schlussfolgerung, dass der erste SCR-Katalysator defekt oder in seiner Funktion beeinträchtigt ist. Wenn die Voraussetzungen bei den Abfragen in den Schritten 59, 54 und 61 nicht gegeben sind, wird jeweils zum Start 51 zurückgesprungen.

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine mit einer ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) und gegebenenfalls wenigstens einer in Abgasströmrichtung stromabwärts angeordneten zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung (12), wobei stromaufwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) wenigstens eine Dosiereinrichtung (14) für Reaktionsmittel für die SCR-Katalysatoreinrichtungen (11, 12) vorgesehen ist und wobei stromabwärts der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) und im Fall einer zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung (12) stromaufwärts der zweiten SCR-Katalysatoreinrichtung (12) ein NH₃-Sensor (18) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des NH₃-Sensors (18) in Abhängigkeit von der Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem beobachtet wird und überprüft wird, ob das messbare Signal des NH₃-Sensors (18) mit einem zu erwartenden Signal übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Beeinträchtigung der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) geschlossen wird, wenn bei einer Temperaturerhöhung kein kurzfristiger deutlicher Anstieg des Signals des NH₃-Sensors (18) feststellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Beeinträchtigung der Funktion der ersten SCR-Katalysatoreinrichtung (11) geschlossen wird, wenn bei einer abnehmenden Temperatur, die in einer Hochregelung der Dosierrate resultiert, ein Anstieg des Signals des NH₃-Sensors (18) feststellbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion einer Dosierregelung auf eine Temperaturänderung durch einen Eingriff in die Dosierrate verstärkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturänderung, insbesondere eine Temperaturerhöhung, aktiv ausgelöst wird, insbesondere durch eine späte Nacheinspritzung in die Brennkraftmaschine und/oder durch ein HCI-System und/oder durch eine Betriebspunktverlagerung der Brennkraftmaschine in einem Hybridantriebsstrang.
Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff in die Dosierrate und/oder eine aktiv ausgelöste Temperaturänderung vorgenommen wird, wenn ein Fehlerverdacht vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste SCR-Katalysatoreinrichtung (11) ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung und die zweite SCR-Katalysatoreinrichtung (12) ein SCR-Katalysator ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der NH₃-Sensor (18) ein NOx-Sensor mit einer Querempfindlichkeit für NH₃ ist.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ausgeführt wird.