DE102015200751A1 - Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system - Google Patents
Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102015200751A1 DE102015200751A1 DE102015200751.0A DE102015200751A DE102015200751A1 DE 102015200751 A1 DE102015200751 A1 DE 102015200751A1 DE 102015200751 A DE102015200751 A DE 102015200751A DE 102015200751 A1 DE102015200751 A1 DE 102015200751A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalytic converter
- storage catalytic
- air ratio
- time
- aftertreatment system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 109
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 45
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 44
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 25
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 26
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 26
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
- F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/03—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
- F01N2900/0422—Methods of control or diagnosing measuring the elapsed time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
- F01N2900/1402—Exhaust gas composition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage (3) eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors (1), die einen NOx-Speicherkatalysator (5) umfasst, werden in einer Regenerationsphase im NOx-Speicherkatalysator (5) gespeicherte Stickoxide durch Zuführung eines Reduktionsmittels reduziert, in der Regenerationsphase wird stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators (5) ein erstes Luftverhältnis (λ1) erfasst, ein Durchbruchszeitpunkt (t2), zu dem das erfasste erste Luftverhältnis (λ1) einen vorbestimmbaren Schwellwert (λS) unterschreitet, wird ermittelt, und aus mindestens einer vom Durchbruchszeitpunkt (t2) abhängigen charakteristischen Größe wird auf die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators (5) geschlossen. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage (3) eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors (1).In a method according to the invention for monitoring an exhaust aftertreatment system (3) of an internal combustion engine (1) designed for lean operation, which comprises a NOx storage catalytic converter (5), nitrogen oxides stored in a regeneration phase in the NOx storage catalytic converter (5) are reduced by supplying a reducing agent, In the regeneration phase, a first air ratio (λ1) is detected downstream of the NOx storage catalytic converter (5), a breakthrough time (t2) at which the detected first air ratio (λ1) falls below a predeterminable threshold value (λS) is determined, and from at least one From the breakthrough time (t2) dependent characteristic size is closed on the functioning of the NOx storage catalyst (5). The invention also relates to a corresponding control device for an exhaust aftertreatment system (3) of an internal combustion engine (1) designed for lean operation.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungs-anlage eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage.The invention relates to a method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine according to the preamble of
Verbrennungsmotoren erzeugen beim Betrieb häufig erhebliche Mengen von Stickoxiden (NOx). Insbesondere bei in Kraftfahrzeugen eingesetzten Diesel- und Otto-Motoren liegen die Stickoxid-Mengen im Abgas in der Regel über den zulässigen Grenzwerten, so dass eine Abgasnachbehandlung zur Verringerung der NOx-Emissionen notwendig ist. Bei vielen Motoren erfolgt die Reduktion der Stickoxide durch die im Abgas enthaltenen nicht-oxidierten Bestandteile, nämlich durch Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC), mit Hilfe eines Dreiwegekatalysators. Insbesondere bei Diesel- und Otto-Magermotoren steht dieses Verfahren jedoch nicht zur Verfügung, da durch den hohen Sauerstoffanteil im Abgas die Reduzierung von NOx nicht bzw. kaum erfolgt. Bei Magermotoren wird daher gemäß einem verbreiteten Verfahren ein NOx-Speicherkatalysator (Lean NOx Trap, LNT) eingesetzt, der die im Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide aufnimmt und speichert. Von Zeit zu Zeit erfolgt eine Regeneration des NOx-Speicherkatalysators, wofür ein Kraftstoffüberschuss in dem durch den NOx-Speicherkatalysator geleiteten Abgas erzeugt wird.Internal combustion engines often generate considerable amounts of nitrogen oxides (NO x ) during operation. In particular, in diesel and gasoline engines used in motor vehicles, the amounts of nitrogen oxides in the exhaust gas are generally above the permissible limits, so that an exhaust aftertreatment to reduce NO x emissions is necessary. In many engines, the reduction of nitrogen oxides by the non-oxidized constituents contained in the exhaust gas, namely by carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC), using a three-way catalyst. However, this method is not available in particular in the case of diesel and Otto lean-burn engines, since the reduction of NO x does not or hardly occurs due to the high proportion of oxygen in the exhaust gas. For lean-burn engines, therefore, according to a widespread method, an NO x storage catalytic converter (Lean NO x trap, LNT) is used, which receives and stores the nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the internal combustion engine. From time to time, there is a regeneration of the NO x storage catalytic converter, for which a fuel excess is generated in the exhaust gas conducted through the NO x storage catalytic converter.
Die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators nimmt jedoch mit zunehmender Betriebsdauer ab, was unter anderem auf eine Kontamination des Speicherkatalysators mit dem im Abgas enthaltenen Schwefel zurückzuführen ist, sowie auf thermische Alterung in Folge hoher Temperaturen, wie sie beispielweise bei einer regelmäßig vorzunehmenden Entschwefelung auftreten. Es ist daher notwendig, die Funktionsfähigkeit eines im Abgassystem vorgesehenen NOx-Speicherkatalysators zu überwachen. However, the functionality of the NO x storage catalyst decreases with increasing operating time, which is due, inter alia, to contamination of the storage catalyst with the sulfur contained in the exhaust gas, as well as thermal aging as a result of high temperatures, such as occur in a regular to be carried out desulfurization. It is therefore necessary to monitor the functioning of a provided in the exhaust system NO x storage.
Aus der europäischen Patentanmeldung
Gemäß
Aus
Die bekannten Überwachungsverfahren liefern nicht unter allen Betriebsbedingungen des NOx-Speicherkatalysators zuverlässige Aussagen über dessen Funktionsfähigkeit, beispielsweise sind die bekannten Verfahren in hohem Maße temperaturabhängig. Dies ist insbesondere deshalb problematisch, weil zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators und zur Einhaltung der vorgeschriebenen Überwachungsabläufe (In-Use Performance Requirements, IUPR) die entsprechenden Überwachungsmaßnahmen während des Betriebs eines mit dem NOx-Speicherkatalysator ausgestatten Kraftfahrzeugs mindestens mit einer vorgegebenen Häufigkeit durchgeführt werden müssen, so dass beispielsweise die Einhaltung eines engen Temperaturbereichs nicht immer gewährleistet werden kann.The known monitoring methods do not provide reliable information about its functionality under all operating conditions of the NO x storage catalytic converter; for example, the known methods are highly temperature-dependent. This is particularly problematic because to monitor the functionality of the NO x storage catalytic converter and to comply with the prescribed monitoring procedures (In-Use Performance Requirements, IUPR) the appropriate monitoring measures during operation of a equipped with the NO x storage vehicle motor vehicle at least with a predetermined Frequency must be performed so that, for example, compliance with a narrow temperature range can not always be guaranteed.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives bzw. verbessertes Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotors, sowie eine entsprechende Steuerungseinrichtung für eine derartige Abgasnachbehandlungsanlage anzugeben. It is an object of the present invention to provide an alternative or improved method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, in particular an engine designed for lean operation, and a corresponding control device for such an exhaust aftertreatment system.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch eine Steuerungseinrichtung wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben gelöst.This object is achieved by a method and by a control device as indicated in the independent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überwachung einer Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors bezieht sich insbesondere auf einen für einen Magerbetrieb ausgelegten Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor oder einen Otto-Magermotor, insbesondere einen Diesel- bzw. Ottomotor mit Direkteinspritzung. Vorzugsweise handelt es sich um den Verbrennungsmotor und die Abgasnachbehandlungsanlage eines Kraftfahrzeugs. Der Ausdruck "Magerbetrieb" bedeutet, dass der Verbrennungsmotor mit Luftüberschuss betrieben wird, d.h., dass der Lambdawert (Luftverhältnis) einen Wert λ > 1 einnimmt. Die Abgasnachbehandlungsanlage umfasst einen NOx-Speicherkatalysator zur Reduktion der im Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide (NOx). Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators.An inventive method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine relates in particular to an engine designed for lean operation, for example, a diesel engine or a gasoline lean-burn engine, in particular a diesel or gasoline engine with direct injection. Preferably, it is the internal combustion engine and the exhaust aftertreatment system of a motor vehicle. The term "lean operation" means that the internal combustion engine is operated with excess air, ie that the lambda value (air ratio) assumes a value λ> 1. The exhaust aftertreatment system comprises a NO x storage catalytic converter for reducing the nitrogen oxides (NO x ) contained in the exhaust gas of the internal combustion engine. The inventive method is used in particular for monitoring the functionality of the NO x storage catalytic converter.
Im Normalbetrieb des Verbrennungsmotors, der der Magerbetrieb ist, speichert der NOx-Speicherkatalysator die im Abgasstrom enthaltenen Stickoxide. Zur Regeneration, d.h. zur Erneuerung der Speicherkapazität des NOx-Speicherkatalysators, sind gelegentliche Regenerationsphasen notwendig, in denen mit Hilfe eines dem Abgasstrom zugeführten Reduktionsmittels die im NOx-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxide reduziert werden und in Form unschädlicher Gase freigesetzt werden. Als Reduktionsmittel kann insbesondere Kraftstoff dienen, wozu in der Regenerationsphase der durch den NOx-Speicherkatalysator geleitete Abgasstrom mit unverbranntem Kraftstoff angereichert wird, etwa durch Kraftstoffeinspritzung in die Abgasnachbehandlungsanlage stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators oder durch entsprechende Ansteuerung des Verbrennungsmotors, insbesondere einer Einspritzanlage des Verbrennungsmotors. Dies bedeutet, dass in der Regenerationsphase ein Kraftstoffüberschuss bzw. eine unterstöchiometrische Sauerstoffkonzentration vorliegt, d.h., dass der Lambdawert kleiner als 1 ist, λ < 1. Eine derartige Regeneration wird auch als "Rich Purge" bezeichnet.In normal operation of the internal combustion engine, which is the lean operation, the NO x storage catalytic converter stores the nitrogen oxides contained in the exhaust gas stream. For regeneration, ie for renewal of the storage capacity of the NO x storage catalytic converter, occasional regeneration phases are necessary in which the nitrogen oxides stored in the NO x storage catalytic converter are reduced by means of a reducing agent supplied to the exhaust gas flow and released in the form of harmless gases. In particular, fuel can serve as a reducing agent, for which purpose the exhaust gas stream conducted through the NO x storage catalyst is enriched with unburnt fuel in the regeneration phase, for example by fuel injection into the exhaust aftertreatment system upstream of the NO x storage catalytic converter or by appropriate control of the internal combustion engine, in particular an injection system of the internal combustion engine , This means that there is a fuel surplus or a substoichiometric oxygen concentration in the regeneration phase, ie that the lambda value is less than 1, λ <1. Such regeneration is also referred to as "rich purge".
Erfindungsgemäß wird während der Regenerationsphase stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators ein erstes Luftverhältnis erfasst, ein Durchbruchszeitpunkt ermittelt, zu dem das erfasste Luftverhältnis einen vorbestimmbaren Schwellwert unterschreitet, und aus mindestens einer vom Durchbruchszeitpunkt abhängigen charakteristischen Größe auf die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators geschlossen. Erfindungsgemäß wird ausgenutzt, dass bei einer Regeneration das in hoher Konzentration zugeführte Reduktionsmittel zur Reduktion der im NOx-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxide sowie durch Reaktion mit dem ebenfalls darin gespeicherten Sauerstoff verbraucht wird und der Abgasstrom nach Durchströmen des NOx-Speicherkatalysators keinen oder einen geringeren Anteil des Reduktionsmittels enthält. Im Verlauf der Regeneration nimmt daher auch die Menge der im NOx-Speicherkatalysator gespeicherten Stickoxide, ebenso wie die Menge des gespeicherten Sauerstoffs, ab. Im Verlauf der Regeneration wird deshalb ein Zeitpunkt erreicht, zu dem das zugeführte Reduktionsmittel nicht mehr vollständig für die Reduktion der Stickoxide bzw. die Reaktion mit dem gespeicherten Sauerstoff verbraucht wird und beginnt, in unverbrauchter Form aus dem NOx-Speicherkatalysator wieder auszutreten. Ein solcher Reduktionsmittelaustritt wird auch als Reduktionsmittelschlupf bezeichnet. Der Zeitpunkt innerhalb einer Regenerationsphase, zu dem der Reduktionsmittelaustritt beginnt, wird hier als "Durchbruchszeitpunkt" bezeichnet.According to the invention, a first air ratio is detected during the regeneration phase downstream of the NO x storage catalytic converter, a breakthrough time is determined at which the detected air ratio falls below a predeterminable threshold value, and at least one characteristic value depending on the breakthrough time is concluded for the functionality of the NO x storage catalytic converter. According to the invention, use is made of the fact that during regeneration the reducing agent supplied in high concentration is consumed for reducing the nitrogen oxides stored in the NO x storage catalytic converter and by reaction with the oxygen also stored therein and the exhaust gas flow after passing through the NO x storage catalytic converter is no or a smaller proportion of the reducing agent. In the course of regeneration, therefore, the amount of nitrogen oxides stored in the NO x storage catalyst, as well as the amount of stored oxygen, also decreases. In the course of regeneration, therefore, a point in time is reached at which the supplied reducing agent is no longer completely consumed for the reduction of the nitrogen oxides or the reaction with the stored oxygen and begins to emerge again in unconsumed form from the NO x storage catalytic converter. Such reductant exit is also referred to as reductant slip. The time within a regeneration phase when the reductant exit begins is referred to herein as "breakthrough time".
Der Durchbruchszeitpunkt wird dadurch detektiert, dass das stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators erfasste erste Luftverhältnis einen vorbestimmbaren Schwellwert unterschreitet. Das erste Luftverhältnis wird somit zumindest vom Beginn der Regenerationsphase, der durch einen Startzeitpunkt definiert sein kann, bis zum Unterschreiten des Schwellwerts erfasst. Der Schwellwert für das Luftverhältnis ist insbesondere auf einen Wert λ < 1 vorbestimmt, der einen Überschuss an Kraftstoff bzw. an Reduktionsmittel anzeigt und dadurch die Erfassung des Durchbruchs ermöglicht. Der Schwellwert kann beispielsweise auf Werte im Bereich von etwa 0,96 bis etwa 0,98 vorbestimmt sein.The breakthrough time is detected by the fact that the first air ratio detected downstream of the NO x storage catalytic converter falls below a predeterminable threshold value. The first air ratio is thus detected at least from the beginning of the regeneration phase, which may be defined by a start time, to below the threshold value. The threshold value for the air ratio is predetermined in particular to a value λ <1, which indicates an excess of fuel or of reducing agent and thereby enables the detection of the breakthrough. The threshold value may be predetermined, for example, to values in the range of about 0.96 to about 0.98.
Erfindungsgemäß wird aus einer vom Durchbruchszeitpunkt abhängigen charakteristischen Größe auf die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators geschlossen. Eine solche charakteristische Größe kann beispielsweise die vom Beginn der Regenerationsphase bis zum Durchbruchszeitpunkt verstrichene Zeit sein, die bis dahin während der Regenerationsphase dem Abgasstrom zugeführte Reduktionsmittelmenge bzw. Kraftstoffmenge oder eine andere vom Durchbruchszeitpunkt abhängige charakteristische Größe, die während der Regenerationsphase erfasst wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass der Durchbruchszeitpunkt mit zunehmender Alterung des NOx-Speicherkatalysators immer früher liegt und somit eine vom Durchbruchszeitpunkt abhängige charakteristische Größe einen Rückschluss auf den Alterungszustand bzw. die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators zulässt. Insbesondere kann durch Vergleich der vom Durchbruchszeitpunkt t2 abhängigen charakteristischen Größe mit charakteristischen Größen von NOx-Speicherkatalysatoren mit bekannten Alterungszuständen auf die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators (
Dadurch, dass während einer Regenerationsphase stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators ein erstes Luftverhältnis erfasst wird, ein Zeitpunkt des Durchbruchs von Reduktionsmittel durch Unterschreiten eines vorbestimmbaren Schwellwerts des ersten Luftverhältnisses ermittelt wird und aus mindestens einer vom Durchbruchszeitpunkt abhängigen charakteristischen Größe auf die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators geschlossen wird, wird eine Möglichkeit zur zuverlässigen Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators geschaffen. Insbesondere kann hierdurch eine Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators unter solchen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors ermöglicht werden, unter denen die bekannten Verfahren kein zuverlässiges Ergebnis liefern. Hierdurch wird eine verbesserte und insbesondere den Anforderungen an die Häufigkeit der Überwachungsmaßnahmen genügende Überwachung der Abgasnachbehandlungsanlage des Verbrennungsmotors ermöglicht.Characterized in that during a regeneration phase downstream of the NO x storage catalytic converter, a first air ratio is detected, a time of breakthrough of reducing agent by falling below a predeterminable threshold value of the first air ratio is determined and from at least one of the breakthrough time dependent characteristic variable on the functioning of the NO x - Storage catalytic converter is closed, a possibility for reliable monitoring of the functionality of the NO x storage catalyst is created. In particular, this makes it possible to monitor the functionality of the NO x storage catalytic converter under such operating conditions of the internal combustion engine, under which the known methods do not provide a reliable result. As a result, an improved and in particular the requirements of the frequency of the monitoring measures sufficient monitoring of the exhaust aftertreatment system of the internal combustion engine is made possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine charakteristische Größe der Zeitabstand zwischen einem Startzeitpunkt der Regenerationsphase und dem Durchbruchszeitpunkt. Der Startzeitpunkt gibt beispielsweise den Beginn der Anreicherung des Abgasstroms mit Reduktionsmittel oder den Beginn des Eintritts von Reduktionsmittel in einer hohen Konzentration in den NOx-Speicherkatalysator an und kann etwa aus einem Signal eines dem Abgasnachbehandlungssystem zugeordneten Sensors ermittelt werden oder auch durch ein Signal einer Steuerung, die die Regenerationsphase einleitet bzw. die Anreicherung des Abgasstroms mit Reduktionsmittel steuert, gegeben werden. Der Durchbruchszeitpunkt liegt insbesondere umso früher, je weiter die Alterung des NOx-Speicherkatalysators fortgeschritten ist und je mehr dessen Funktionsfähigkeit eingeschränkt ist. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine zuverlässige Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators ermöglicht werden.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one characteristic variable is the time interval between a start time of the regeneration phase and the breakthrough time. The starting time indicates, for example, the beginning of the enrichment of the exhaust gas stream with reducing agent or the beginning of the entry of reducing agent in a high concentration in the NO x storage catalytic converter and can be determined for example from a signal of the exhaust aftertreatment system associated sensor or by a signal of a controller , which initiates the regeneration phase or controls the enrichment of the exhaust gas stream with reducing agent, are given. The breakthrough time is in particular the earlier, the further the aging of the NO x storage catalytic converter has progressed and the more its functionality is limited. As a result, a reliable monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter can be made possible in a particularly simple manner.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine charakteristische Größe die von dem Startzeitpunkt der Regenerationsphase bis zum Durchbruchszeitpunkt dem Abgasstrom bzw. dem NOx-Speicherkatalysator zugeführte Reduktionsmittelmenge. Die zugeführte Reduktionsmittelmenge kann beispielsweise aus einem Signal eines dem Abgasnachbehandlungssystem zugeordneten Sensors ermittelt werden oder auch durch ein Signal einer Steuerung, die die Zuführung von Reduktionsmittel in den Abgasstrom steuert, gegeben werden. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist erkannt worden, dass die während der Regeneration zugeführte Menge an Reduktionsmittel, bis das Reduktionsmittel wieder aus dem NOx-Speicherkatalysator austritt, einen besonders genauen Rückschluss auf den Alterungszustand bzw. die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators ermöglicht. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl der Zeitabstand zwischen dem Startzeitpunkt und dem Durchbruchszeitpunkt, als auch die in diesem Zeitraum zugeführte Reduktionsmittelmenge als Grundlage der Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators dienen; hierdurch kann eine weiter verbesserte Zuverlässigkeit der Überwachung erzielbar sein.In accordance with a further preferred embodiment of the invention, the at least one characteristic variable is the amount of reducing agent supplied to the exhaust gas flow or the NO x storage catalytic converter from the start time of the regeneration phase up to the breakthrough time. The amount of reducing agent supplied may be determined, for example, from a signal of a sensor associated with the exhaust aftertreatment system or may also be given by a signal from a controller which controls the supply of reducing agent into the exhaust gas flow. According to this aspect of the invention, it has been recognized that the amount of reducing agent supplied during the regeneration until the reducing agent exits again from the NO x storage catalytic converter enables a particularly accurate inference to the aging state or the functionality of the NO x storage catalytic converter. It can also be provided that both the time interval between the start time and the breakthrough time, as well as the amount of reducing agent supplied in this period serve as a basis for monitoring the functionality of the NO x storage catalytic converter; As a result, a further improved reliability of the monitoring can be achieved.
Vorzugsweise wird stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators ein zweites Luftverhältnis erfasst. Weiterhin vorzugsweise wird die vom Startzeitpunkt der Regenerationsphase bis zum Durchbruchszeitpunkt zugeführte Reduktionsmittelmenge mittels des Integrals der Differenz zwischen dem stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators erfassten zweiten Luftverhältnis und dem stromabwärts erfassten ersten Luftverhältnis ermittelt, wobei das Integral vom Startzeitpunkt der Regenerationsphase bis zum Durchbruchszeitpunkt berechnet wird. Aus der Differenz zwischen dem stromaufwärts und dem stromabwärts erfassten Luftverhältnis lässt sich auf die zum jeweiligen Zeitpunkt zugeführte Reduktionsmittelmenge schließen, und aus der über die Regenerationsphase bis zum Durchbruchszeitpunkt, insbesondere vom Startzeitpunkt bis zum Durchbruchszeitpunkt, integrierten Differenz lässt sich daher die insgesamt während der Regenerationsphase dem Abgasstrom bzw. dem NOx-Speicherkatalysator zugeführte Reduktionsmittelmenge ermitteln. Diese zugeführte Reduktionsmittelmenge ist insbesondere umso geringer, je weiter die Alterung des NOx-Speicherkatalysators fortgeschritten ist und je mehr dessen Funktionsfähigkeit eingeschränkt ist. Hierdurch wird auf einfache Weise eine besonders zuverlässige Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators ermöglicht.Preferably, a second air ratio is detected upstream of the NO x storage catalyst. Further preferably, the amount of reducing agent supplied from the start time of the regeneration phase to the breakthrough time is determined by the integral of the difference between the second air ratio detected upstream of the NO x storage catalyst and the first detected first air ratio, the integral being calculated from the start time of the regeneration phase to the breakthrough time. From the difference between the upstream and downstream detected air ratio can be concluded on the amount of reducing agent supplied at any time, and from the over the regeneration phase to the breakthrough time, in particular from the start time to the breakthrough time, integrated difference can therefore be the total during the regeneration phase Determine the exhaust stream or the NO x storage catalyst supplied amount of reducing agent. The amount of reducing agent supplied in particular is the lower, the further the aging of the NO x storage catalytic converter has progressed and the more its functionality is limited. As a result, a particularly reliable monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter is made possible in a simple manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators ein zweites Luftverhältnis erfasst und als Startzeitpunkt derjenige Zeitpunkt bestimmt, zu dem das stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators erfasste zweite Luftverhältnis den vorbestimmbaren Schwellwert unterschreitet, dessen Unterschreitung durch das stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators erfasste erste Luftverhältnis den Durchbruchszeitpunkt definiert. Der Schwellwert ist insbesondere auf einen Wert λ < 1 vorbestimmt, beispielsweise auf Werte im Bereich von etwa 0,96 bis etwa 0,98. Das erfasste zweite Luftverhältnis kann wie zuvor beschrieben auch zur Ermittlung der vom Startzeitpunkt der Regenerationsphase bis zum Durchbruchszeitpunkt zugeführten Reduktionsmittelmenge verwendet werden. Hierdurch kann auf einfache Weise die Genauigkeit der Bestimmung des Startzeitpunkts und damit die Zuverlässigkeit der Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators weiter verbessert werden.According to a preferred embodiment of the invention, a second air ratio is detected upstream of the NO x storage catalytic converter, and the start time is determined as the time at which the second air ratio detected upstream of the NO x storage catalytic converter falls below the predeterminable threshold value whose undershooting of the first air ratio detected downstream of the NO x storage catalytic converter defines the breakthrough time. The threshold value is predetermined in particular to a value λ <1, for example to values in the range from about 0.96 to about 0.98. The detected second air ratio can, as described above, also be used to determine the amount of reducing agent supplied from the start time of the regeneration phase to the breakthrough time. In this way, the accuracy of the determination of the start time and thus the reliability of the monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter can be further improved in a simple manner.
In vorteilhafter Weise umfasst die Abgasnachbehandlungsanlage mindestens einen zweiten Sauerstoffsensor, der stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordnet ist, d. h. im Abgasstrom vor dem NOx-Speicherkatalysator, und aus dem Signal des mindestens einen zweiten Sauerstoffsensors wird das zweite Luftverhältnis ermittelt. Hierdurch kann die Genauigkeit der Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators weiter verbessert werden.The exhaust aftertreatment system advantageously comprises at least one second oxygen sensor, which is arranged upstream of the NO x storage catalytic converter, ie in the exhaust gas flow upstream of the NO x storage catalytic converter, and the second air ratio is determined from the signal of the at least one second oxygen sensor. As a result, the accuracy of the monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter can be further improved.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass das zweite Luftverhältnis aus einem Luftmassenstrom und Daten der Motorsteuerung, insbesondere aus den Einspritzparametern, ermittelt wird; hierdurch ist eine besonders kostengünstige Lösung erreichbar.Alternatively, it can be provided that the second air ratio is determined from an air mass flow and data of the engine control, in particular from the injection parameters; As a result, a particularly cost-effective solution can be achieved.
Vorzugsweise umfasst die Abgasnachbehandlungsanlage mindestens einen ersten Sauerstoffsensor, der stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordnet ist, d.h. beispielsweise in einem Abgastrakt des Verbrennungsmotors im Abgasstrom nach dem NOx-Speicherkatalysator, und aus dem Signal des mindestens einen ersten Sauerstoffsensors wird das erste Luftverhältnis ermittelt. Hierdurch wird auf einfache Weise eine genaue Bestimmung des Luftverhältnisses stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators und damit eine Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators ermöglicht.Preferably, the exhaust gas aftertreatment system comprising at least a first oxygen sensor, the NO x storage catalytic converter is disposed downstream of, ie for example in an exhaust gas tract of the internal combustion engine in the exhaust stream downstream of the NO x storage catalytic converter, and from the signal of at least a first oxygen sensor, the first air ratio is detected. As a result, a precise determination of the air ratio downstream of the NO x storage catalytic converter and thus monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter is made possible in a simple manner.
Der mindestens eine erste und/oder der mindestens eine zweite Sauerstoffsensor können als Lambdasonden, insbesondere als Breitband-Lambdasonden bzw. UEGO(Universal Exhaust Gas Oxygen)-Sensoren, ausgebildet sein.The at least one first and / or the at least one second oxygen sensor may be designed as lambda probes, in particular as broadband lambda probes or UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) sensors.
In dem Fall, dass der Verbrennungsmotor eine Niederdruckabgasrückführung aufweist, kann der mindestens eine stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators angeordnete erste Sauerstoffsensor in einem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors angeordnet sein. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, einen solchen im Ansaugtrakt vorhandenen Sensor zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators zu nutzen. Dies ist insbesondere dann in vorteilhafter Weise möglich, wenn eine Regeneration in einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors erfolgt, in dem ein hoher Anteil des Abgases oder sogar der gesamte Abgasstrom rückgeführt wird, etwa in einer Brems- oder Verzögerungsphase des Kraftfahrzeugs. Hierdurch wird auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Überwachung der Abgasnachbehandlungsanlage bzw. des NOx-Speicherkatalysators ermöglicht.In the case that the internal combustion engine has a low-pressure exhaust gas recirculation, the at least one first oxygen sensor arranged downstream of the NO x storage catalytic converter can be arranged in an intake tract of the internal combustion engine. As a result, the possibility is created to use such existing in the intake system sensor to monitor the operation of the NO x storage catalytic converter. This is particularly possible in an advantageous manner when a regeneration takes place in an operating state of the internal combustion engine, in which a high proportion of the exhaust gas or even the entire exhaust gas flow is recycled, such as in a braking or deceleration phase of the motor vehicle. As a result, monitoring of the exhaust aftertreatment system or of the NO x storage catalytic converter is made possible in a particularly simple and cost-effective manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Regenerationsphase ein Reduktionsmittelschlupfverhältnis erfasst und aus dem erfassten Reduktionsmittelschlupfverhältnis zusätzlich auf die Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators (
Vorzugsweise wird die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators ermittelt. Insbesondere wird die Temperatur mit Hilfe mindestens eines dem NOx-Speicherkatalysator zugeordneten Temperatursensors erfasst oder auch mit Hilfe eines Modells aus anderen Messdaten des Abgasstroms und/oder Daten der Motorsteuerung ermittelt. Die Funktionsfähigkeit bzw. der Alterungsparameter des NOx-Speicherkatalysators wird gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung in einem niedrigeren Temperaturbereich aus dem Reduktionsmittelschlupfverhältnis in der Regenerationsphase und in einem höheren Temperaturbereich aus der mindestens einen vom Durchbruchszeitpunkt abhängigen charakteristischen Größe ermittelt. Der niedrigere Temperaturbereich kann beispielsweise bis ca. 250–350 ºC reichen und der höhere Temperaturbereich bei der betreffenden Temperatur beginnen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die beiden Temperaturbereiche einander überlappen oder dass beide Verfahren gemeinsam zur Ermittlung der Funktionsfähigkeit bzw. des Alterungsparameters des NOx-Speicherkatalysators genutzt werden, wobei die jeweils ermittelten Alterungsparameter in Abhängigkeit von der Temperatur gewichtet werden. Hierdurch wird eine in einem erweiterten Temperaturbereich besonders zuverlässige Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators ermöglicht.Preferably, the temperature of the NO x storage catalyst is determined. In particular, the temperature is detected with the aid of at least one temperature sensor assigned to the NO x storage catalytic converter or else determined with the aid of a model from other measured data of the exhaust gas flow and / or data of the engine control. The functionality or the aging parameter of the NO x storage catalytic converter is determined according to this embodiment of the invention in a lower temperature range from the reducing agent slip ratio in the regeneration phase and in a higher temperature range from the at least one characteristic value dependent on the breakdown time. For example, the lower temperature range may range up to about 250-350 ° C, and the higher temperature range at that Start temperature. It can also be provided that the two temperature ranges overlap one another or that both methods are used together to determine the operability or the aging parameter of the NO x storage catalytic converter, the respectively determined aging parameters being weighted as a function of the temperature. As a result, a particularly reliable monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter is made possible in an extended temperature range.
Eine erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung für eine Abgasnachbehandlungsanlage eines Verbrennungsmotors, der für einen Magerbetrieb ausgelegt ist, ist zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Überwachung der Abgasnachbehandlungsanlage eingerichtet. Die Steuerungseinrichtung kann Speichermittel zur Speicherung von Referenzwerten des Durchbruchszeitpunkts und/oder der während einer Regenerationsphase bis zum Durchbruch von Reduktionsmittel zugeführten Reduktionsmittelmenge umfassen sowie Prozessormittel zur Ermittlung des Durchbruchszeitpunkts und/oder der bis zum Durchbruchszeitpunkt zugeführten Reduktionsmittelmenge und zur Ermittlung der Funktionsfähigkeit, insbesondere eines Alterungsparameters des Speicherkatalysators. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des mindestens einen ersten und/oder zweiten Sauerstoffsensors bzw. der als derartige Sensoren dienenden Lambdasonden eingerichtet, um die jeweiligen Sensorsignale zu verarbeiten und die jeweiligen Luftverhältnisse zu ermitteln und diese in der oben beschriebenen Weise weiter auszuwerten. Ein derart ermitteltes Ergebnis der Überwachung der Funktionsfähigkeit des NOx-Speicherkatalysators bzw. ein ermittelter Alterungsparameter kann beispielsweise für eine Anzeige für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs, das mit dem Verbrennungsmotor ausgestattet ist, bereitgestellt werden und/oder in einem Fehlerspeicher abgelegt werden. Die Steuerungseinrichtung kann ferner eingerichtet sein, eine Einspritzung von Reduktionsmittel, insbesondere Kraftstoff, in den Abgasstrang stromaufwärts des NOx-Speicherkatalysators zu steuern, um die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators zu veranlassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung zur Kommunikation mit einer Motorsteuerungseinrichtung des Verbrennungsmotors ausgelegt sein, um durch Ansteuerung des Verbrennungsmotors bzw. der Einspritzanlage des Verbrennungsmotors eine Anreicherung des Abgasstroms mit Kraftstoff zur Regeneration des NOx-Speicherkatalysators zu bewirken. Die Steuerungseinrichtung kann Teil einer elektronischen Motorsteuerung des Verbrennungsmotors sein.A control device according to the invention for an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine, which is designed for a lean operation, is set up for carrying out the above-described method for monitoring the exhaust aftertreatment system. The control device may comprise storage means for storing reference values of the breakthrough time and / or the amount of reductant supplied during a regeneration phase until the breakthrough of reductant and processor means for determining the breakthrough time and / or the amount of reductant supplied until the breakthrough time and determining the operability, in particular an aging parameter of storage catalyst. In particular, the control device is configured to control the at least one first and / or second oxygen sensor or the lambda probes serving as such sensors in order to process the respective sensor signals and to determine the respective air conditions and further evaluate them in the manner described above. Such a determined result of the monitoring of the functionality of the NO x storage catalytic converter or a determined aging parameter can be provided, for example, for a display for a driver of a motor vehicle equipped with the internal combustion engine and / or stored in an error memory. The controller may be further configured to control an injection of a reducing agent, in particular fuel, into the exhaust line upstream of the NO x storage catalytic converter in order to cause the regeneration of the NO x storage catalytic converter. Alternatively or additionally, the control device may be designed for communication with an engine control device of the internal combustion engine in order to effect an enrichment of the exhaust gas flow with fuel for the regeneration of the NO x storage catalytic converter by driving the internal combustion engine or the injection system of the internal combustion engine. The control device may be part of an electronic engine control of the internal combustion engine.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Show it:
Wie in
In
Das aus dem Signal der ersten Lambdasonde
Der Beginn des Austritts des Kraftstoffs aus dem NOx-Speicherkatalysator
In
Ebenso lässt sich aus einem Vergleich der
Dies ist auch aus den
Wie aus den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- 22
- Auspuffkrümmer exhaust
- 33
- Abgasnachbehandlungsanlage aftertreatment system
- 44
- Abgasstrang exhaust gas line
- 55
- NOx-SpeicherkatalysatorNO x storage catalyst
- 66
- Lambdasonde lambda probe
- 77
- Lambdasonde lambda probe
- 88th
- Kurve Curve
- 99
- Kurve Curve
- II
- Integral integral
- t1 t 1
- Durchbruchszeitpunkt Breakthrough time
- t2 t 2
- Startzeitpunkt Start time
- ∆t.delta.t
- Zeitabstand lag
- λ2 λ 2
- Luftverhältnis air ratio
- λ1 λ 1
- Luftverhältnis air ratio
- λS λ S
- Schwellwert threshold
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1936140 A1 [0004] EP 1936140 A1 [0004]
- DE 102012218728 A1 [0005, 0025] DE 102012218728 A1 [0005, 0025]
- KR 1020110063140 A [0006] KR 1020110063140 A [0006]
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015200751.0A DE102015200751B4 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015200751.0A DE102015200751B4 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015200751A1 true DE102015200751A1 (en) | 2016-07-21 |
DE102015200751B4 DE102015200751B4 (en) | 2021-03-04 |
Family
ID=56293219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015200751.0A Active DE102015200751B4 (en) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | Method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015200751B4 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015200769A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle with a hybrid electric drive and control device for a hybrid electric drive |
DE102016200155A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system |
DE102015218893A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method for operating an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an internal combustion engine |
DE102016210143A1 (en) | 2015-06-12 | 2016-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | A method for determining an aging state of a NOx storage catalyst of an exhaust aftertreatment system of a designed for lean operation internal combustion engine and control device |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19801625A1 (en) * | 1998-01-17 | 1999-07-22 | Bosch Gmbh Robert | Monitoring method for NOx storage catalytic convertors |
DE10017940A1 (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-25 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Procedure for checking the functionality of a nitrogen oxide storage catalytic converter |
US20070220864A1 (en) * | 2005-03-25 | 2007-09-27 | Haugen David J | Control methods for low emission internal combustion system |
DE102007000359A1 (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Denso Corp., Kariya | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
EP1936140A1 (en) | 2006-12-20 | 2008-06-25 | Ford Global Technologies, LLC | Method for monitoring an exhaust gas secondary treatment system in an internal combustion engine |
WO2009036780A1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Fev Motorentechnik Gmbh | Nh3-monitoring of an scr catalytic converter |
KR20110063140A (en) | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 현대자동차주식회사 | Apparatus and method for detecting aged of lean nox trap catalyst |
DE102012001749A1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | System and method for estimating an amount of particulates that have accumulated in a particulate filter |
DE102011101079A1 (en) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | Umicore Ag & Co. Kg | Process for the regeneration of NOx storage catalytic converters of diesel engines with low-pressure EGR |
DE102012218728A1 (en) | 2012-01-02 | 2013-07-04 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring nitrogen oxide storage catalyst of internal combustion engine, involves determining operability of storage catalyst, when differential value of actual air ratio over time is smaller than predetermined value |
-
2015
- 2015-01-20 DE DE102015200751.0A patent/DE102015200751B4/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19801625A1 (en) * | 1998-01-17 | 1999-07-22 | Bosch Gmbh Robert | Monitoring method for NOx storage catalytic convertors |
DE10017940A1 (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-25 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Procedure for checking the functionality of a nitrogen oxide storage catalytic converter |
US20070220864A1 (en) * | 2005-03-25 | 2007-09-27 | Haugen David J | Control methods for low emission internal combustion system |
DE102007000359A1 (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Denso Corp., Kariya | Exhaust gas purification device for an internal combustion engine |
EP1936140A1 (en) | 2006-12-20 | 2008-06-25 | Ford Global Technologies, LLC | Method for monitoring an exhaust gas secondary treatment system in an internal combustion engine |
WO2009036780A1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Fev Motorentechnik Gmbh | Nh3-monitoring of an scr catalytic converter |
KR20110063140A (en) | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 현대자동차주식회사 | Apparatus and method for detecting aged of lean nox trap catalyst |
DE102012001749A1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | System and method for estimating an amount of particulates that have accumulated in a particulate filter |
DE102011101079A1 (en) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | Umicore Ag & Co. Kg | Process for the regeneration of NOx storage catalytic converters of diesel engines with low-pressure EGR |
DE102012218728A1 (en) | 2012-01-02 | 2013-07-04 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring nitrogen oxide storage catalyst of internal combustion engine, involves determining operability of storage catalyst, when differential value of actual air ratio over time is smaller than predetermined value |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015200769A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle with a hybrid electric drive and control device for a hybrid electric drive |
DE102016200155A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system |
DE102015218893A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method for operating an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an internal combustion engine |
DE102016210143A1 (en) | 2015-06-12 | 2016-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | A method for determining an aging state of a NOx storage catalyst of an exhaust aftertreatment system of a designed for lean operation internal combustion engine and control device |
DE102016210143B4 (en) | 2015-06-12 | 2024-02-29 | Ford Global Technologies, Llc | Method for determining an aging state of a NOx storage catalytic converter of an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine designed for lean operation and control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102015200751B4 (en) | 2021-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3497309B1 (en) | Diagnostic method and device for checking the functionality of a component for exhaust-gas aftertreatment | |
DE102008038677B4 (en) | Method and device for diagnosing a catalytic converter | |
EP1228301B1 (en) | Method of monitoring the exhaust catalyst of an internal combustion engine | |
EP1336039B1 (en) | Method and device for the control of an exhaust treatment system | |
EP3196433B1 (en) | Method of monitoring an exhaust gas aftertreatment system, especially an nox storage catalyst, and control unit for an exhaust gas aftertreatment system and motor vehicle | |
EP3717757A1 (en) | Method for operating an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine, and exhaust gas aftertreatment system | |
DE102016200155A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system | |
WO2008095906A1 (en) | Diagnostic method and device for operating an internal combustion engine | |
DE102013203580A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system | |
DE102011000153A1 (en) | Method for the diagnosis of exhaust gas aftertreatment | |
DE102009000148A1 (en) | A method of testing an oxidation catalyst and exhaust aftertreatment assembly for an internal combustion engine | |
DE102016200158A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system | |
EP2238321B1 (en) | Method and controller for checking an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine | |
DE102015200751B4 (en) | Method for monitoring an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust gas aftertreatment system | |
DE102012217832A1 (en) | Method for monitoring pollutant-conversion ability of catalytically coated, oxidizing exhaust gas after treatment component of exhaust system of combustion engine, involves increasing hydrocarbon amount in exhaust gas at certain temperature | |
DE102015200762A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system | |
DE102015215365A1 (en) | A method for the regeneration of exhaust aftertreatment components of an internal combustion engine and exhaust aftertreatment device for an internal combustion engine | |
DE102017115399A1 (en) | Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine | |
DE102016210143B4 (en) | Method for determining an aging state of a NOx storage catalytic converter of an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine designed for lean operation and control device | |
DE102008038678B4 (en) | Method and apparatus for estimating emission of at least one exhaust gas component | |
DE202014005514U1 (en) | Electronic control unit for an internal combustion engine | |
DE102020215507A1 (en) | Exhaust gas aftertreatment arrangement and method for aftertreatment of an exhaust gas of an internal combustion engine | |
DE102015200125A1 (en) | Catalytic converter for an internal combustion engine | |
DE102014226675A1 (en) | Method for monitoring a methane oxidation catalyst | |
DE102005029797A1 (en) | Diagnosing catalyst arranged in exhaust gas system of internal combustion engine comprises measuring oxygen storage capacity of partial or total volume of catalyst in heating up phase and further processing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MARKOWITZ, MARKUS, DR.-ING., DE |