DE102017200542A1 - Method for determining a nitrogen oxide mass flow - Google Patents

Method for determining a nitrogen oxide mass flow Download PDF

Info

Publication number
DE102017200542A1
DE102017200542A1 DE102017200542.4A DE102017200542A DE102017200542A1 DE 102017200542 A1 DE102017200542 A1 DE 102017200542A1 DE 102017200542 A DE102017200542 A DE 102017200542A DE 102017200542 A1 DE102017200542 A1 DE 102017200542A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nitrogen oxide
mass flow
ammonia
scr
catalytic converter
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.)
Withdrawn
Application number
DE102017200542.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Handler
Tobias Pfister
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102017200542.4A priority Critical patent/DE102017200542A1/en
Publication of DE102017200542A1 publication Critical patent/DE102017200542A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1402Exhaust gas composition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1411Exhaust gas flow rate, e.g. mass flow rate or volumetric flow rate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1622Catalyst reducing agent absorption capacity or consumption amount
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1812Flow rate
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Stickoxidmassenstroms in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors stromaufwärts eines SCR-Katalysators. Der Stickoxidmassenstrom wird aus einer Ammoniakfüllstandsänderung des SCR-Katalysators in mindestens einem Zeitraum (72, 73, 74) in dem eine Ammoniakmasse in den SCR-Katalysator eindosiert wird, die einen Ammoniakschwellenwert unterschreitet, und aus einem Stickoxidmassenstrom stromabwärts des SCR-Katalysators ermittelt. Dabei wird die Ammoniakfüllstandsänderung mittels Mikrowellen gemessen.The invention relates to a method for determining a nitrogen oxide mass flow in an exhaust line of an internal combustion engine upstream of an SCR catalytic converter. The nitrogen oxide mass flow is determined from an ammonia level change of the SCR catalyst in at least one period (72, 73, 74) in which an ammonia mass is metered into the SCR catalytic converter, which falls below an ammonia threshold, and from a nitrogen oxide mass flow downstream of the SCR catalytic converter. The ammonia level change is measured by means of microwaves.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Stickoxidmassenstroms in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors stromaufwärts eines SCR-Katalysators. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen.The present invention relates to a method for determining a nitrogen oxide mass flow in an exhaust line of an internal combustion engine upstream of an SCR catalytic converter. Furthermore, the present invention relates to a computer program executing each step of the method and to a machine-readable storage medium storing the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device which is set up to carry out the method.

Stand der TechnikState of the art

Zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas von Kraftfahrzeugen werden unter anderem SCR-Katalysatoren verwendet (Selective Catalytic Reduction). Stickoxidmoleküle werden auf der Katalysatoroberfläche bei Vorhandensein von Ammoniak als Reduktionsmittel zu elementarem Stickstoff reduziert. Das Reduktionsmittel wird in Form einer ammoniakabspaltenden Harnstoffwasserlösung (HWL) zur Verfügung gestellt, welche kommerziell unter dem Namen AdBlue® erhältlich ist. Diese wird durch ein Dosierventil stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrang eingespritzt.For the reduction of nitrogen oxides in the exhaust of motor vehicles SCR catalysts are used (Selective Catalytic Reduction). Nitrogen oxide molecules are reduced to elemental nitrogen on the catalyst surface in the presence of ammonia as a reducing agent. The reducing agent is in the form of a ammoniakabspaltenden urea solution (HWL) provided, which is commercially available under the name AdBlue ®. This is injected into the exhaust line through a metering valve upstream of the SCR catalyst.

Die Verwendung von SCR-Katalysatoren setzt auch die Verwendung von mindestens einem Stickoxidsensor voraus. Häufig wird sogar jeweils ein Stickoxidsensor stromaufwärts oder stromabwärts des SCR-Katalysators verwendet. Die Gesetzgebung vieler Staaten fordert eine genaue Überwachung dieser Stickoxidsensoren hinsichtlich einer Drift.The use of SCR catalysts also requires the use of at least one nitrogen oxide sensor. Frequently, even a respective nitrogen oxide sensor is used upstream or downstream of the SCR catalyst. The legislation of many states requires close monitoring of these nitric oxide sensors for drift.

Driften in der Kennlinie eines Stickoxidsensors stromaufwärts des SCR-Katalysators können über einen Vergleich des Sensorwertes mit einem Stickoxidmodellwert durchgeführt werden. Dabei werden beide Werte über einen vorgegebenen Zeitraum integriert. Durch Auswerten der Integrale kann eine Entscheidung getroffen werden, ob der Sensor noch intakt ist. Die Genauigkeit der Stickoxidmodellierung hängt dabei von den Toleranzen des Luft- und Einspritzsystems sowie von Umgebungsbedingungen wie insbesondere Luftfeuchtigkeit ab. Um eine hinreichende Genauigkeit der Modellierung erreichen zu können, müssen daher oftmals zusätzliche Luftfeuchtesensoren vorgesehen werden.Drifting in the characteristic line of a nitrogen oxide sensor upstream of the SCR catalytic converter can be carried out by comparing the sensor value with a nitrogen oxide model value. Both values are integrated over a given period of time. By evaluating the integrals, a decision can be made as to whether the sensor is still intact. The accuracy of the nitrogen oxide modeling depends on the tolerances of the air and injection system as well as environmental conditions such as humidity in particular. In order to achieve a sufficient accuracy of modeling, therefore, often additional humidity sensors must be provided.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das Verfahren zur Ermittlung eines Stickoxidmassenstroms in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors stromaufwärts eines SCR-Katalysators sieht vor, dass der Stickoxidmassenstrom aus einer Ammoniakfüllstandsänderung des SCR-Katalysators in mindestens einem Zeitraum, in dem eine Ammoniakmasse in den SCR-Katalysator eindosiert wird, die einen Ammoniakschwellenwert unterschreitet, und aus einem Stickoxidmassenstrom stromabwärts des SCR-Katalysators ermittelt wird. Insbesondere wird in dem Zeitraum überhaupt kein Ammoniak in den SCR-Katalysator eindosiert. Dabei wird die Ammoniakfüllstandsänderung mittels Mikrowellen gemessen. Verfahren zur Ermittlung des Ammoniakfüllstands eines SCR-Katalysators mittels Mikrowellen sind beispielsweise aus der DE 103 58 495 B4 und aus der DE 10 2010 034 983 A1 bekannt. Diese Dokumente werden durch Bezugnahme zum Teil dieser Offenbarung gemacht. Die genaue Ermittlung des Ammoniakfüllstands mittels Mikrowellen ermöglicht eine sehr gute Korrelation mit dem Stickstoffmassenstrom.The method for determining a nitrogen oxide mass flow in an exhaust line of an internal combustion engine upstream of an SCR catalyst provides that the nitrogen oxide mass flow from an ammonia level change of the SCR catalyst in at least one period in which an ammonia mass is metered into the SCR catalyst, which falls below an ammonia threshold , and is determined from a nitrogen oxide mass flow downstream of the SCR catalyst. In particular, no ammonia is metered into the SCR catalyst at all during the period. The ammonia level change is measured by means of microwaves. A method for determining the ammonia level of an SCR catalyst by means of microwaves are, for example, from DE 103 58 495 B4 and from the DE 10 2010 034 983 A1 known. These documents are incorporated by reference into this disclosure. The precise determination of the ammonia level by means of microwaves allows a very good correlation with the nitrogen mass flow.

Für die Ermittlung des Stickoxidmassenstroms ist auch der Beitrag der Reduktionsmitteldosierung in den Abgasstrang relevant. Dabei müsste berücksichtigt werden, welcher Anteil der dosierten Ammoniakmenge im SCR-Katalysator gespeichert wird. Dadurch wären mögliche Verluste wie Ammoniakschlupf oder Ammoniakoxidation bei hohen Temperaturen sowie schlechte Hydrolyse bei niedrigeren Temperaturen zu berücksichtigen. Um den Einfluss der Dosiermenge zu verringern, wird die Ermittlung des Stockoxidmassenstroms in unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens dann durchgeführt, wenn ohnehin keine Dosierung erfolgt oder die Dosierung wird zum Zweck der Ermittlung für eine bestimmte Zeit verringert oder abgeschaltet.For determining the nitrogen oxide mass flow, the contribution of the reducing agent metering into the exhaust gas line is also relevant. It should be taken into account, which proportion of the metered amount of ammonia is stored in the SCR catalyst. This would allow for possible losses such as ammonia slip or ammonia oxidation at high temperatures as well as poor hydrolysis at lower temperatures. In order to reduce the influence of the dosing amount, the determination of the stock oxide mass flow in different embodiments of the method is carried out when no dosing takes place anyway or the dosing is reduced or switched off for the purpose of detection for a certain time.

Eine Ausführungsform des Verfahrens mit aktivem Eingriff in die Dosierung sieht eine Verringerung oder Aussetzung der Dosiermenge unter geeigneten Bedingungen und für einen bestimmten Zeitraum vor. Die Ammoniakfüllstandsänderung des SCR-Katalysators wird dabei in einem Zeitraum gemessen, in dem eine Eindosierung von Ammoniak in den SCR-Katalysator so lange aktiv ausgesetzt wird oder gegenüber einem Normalbetrieb des SCR-Katalysators verringert wird, bis ein Integral der im SCR-Katalysator umgesetzten Stickoxidmasse einen Stickoxidschwellenwert überschreitet. Dabei ist ein vollständiges Aussetzen der Eindosierung bevorzugt. Hierbei hängt die Menge des im SCR-Katalysator eingespeicherten Stickoxids ausschließlich vom Stickoxidmassenstrom stromaufwärts des SCR-Katalysators und dem Umsatz des SCR-Katalysators ab. Bei geeigneten Temperaturen und unter günstigen Betriebsbedingungen kann von einem vollständigen Umsatz von nahezu 100 % ausgegangen werden. Die Abnahme des Füllstands korreliert also unmittelbar mit der Stickoxidmasse stromaufwärts des SCR-Katalysators. Der Stickoxidumsatz und somit die erwartete Abnahme des Ammoniakfüllstands im SCR-Katalysator können aus dem Stickoxidmassenstrom stromabwärts des SCR-Katalysators berechnet werden. Dieser kann insbesondere mittels eines Stickoxidsensors gemessen werden, welcher stromabwärts des SCR-Katalysators im Abgasstrang angeordnet ist. Die über das Mikrowellensignal gemessene Abnahme des Stickoxidfüllstands wird mit der erwarteten Abnahme verglichen. Liegt der gemessene Unterschied um einen vorgebbaren Schwellenwert unter oder über dem Erwartungswert, so wird ein Fehler erkannt.One embodiment of the method in which the dosage is actively engaged provides for a reduction or suspension of the dosage amount under suitable conditions and for a given period of time. The ammonia level change of the SCR catalyst is measured in a period in which a metering of ammonia in the SCR catalyst is actively suspended or reduced compared to a normal operation of the SCR catalyst until an integral of the reacted in the SCR catalyst nitrogen oxide mass exceeds a nitrogen oxide threshold. In this case, a complete suspension of metering is preferred. In this case, the amount of nitrogen oxide stored in the SCR catalyst depends exclusively on the nitrogen oxide mass flow upstream of the SCR catalyst and the conversion of the SCR catalyst. At suitable temperatures and under favorable operating conditions, a complete conversion of almost 100% can be assumed. The decrease in the level thus correlates directly with the nitrogen oxide mass upstream of the SCR catalyst. The nitrogen oxide conversion and thus the expected decrease in the ammonia level in the SCR catalyst can be from the nitrogen oxide mass flow downstream of the SCR catalyst be calculated. This can be measured in particular by means of a nitrogen oxide sensor which is arranged downstream of the SCR catalytic converter in the exhaust gas line. The decrease of the nitrogen oxide level measured via the microwave signal is compared with the expected decrease. If the measured difference lies below or above the expected value by a predefinable threshold value, an error is detected.

Eine Freigabe der aktiven Aussetzung oder Verringerung der Ammoniakeindosierung erfolgt vorzugsweise nur dann, wenn eine oder mehrere Überwachungskriterien erfüllt sind. Geeignete Überwachungskriterien sind insbesondere aus der folgenden Liste ausgewählt:

  • - Der mittels Mikrowellen im SCR-Katalysator gemessene Ammoniakfüllstand überschreitet einen vorgegebenen Füllstandsschwellenwert. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ein ausreichend hoher Umsatz von Stickoxiden während der Durchführung des Verfahrens erfolgt.
  • - Eine Temperatur und ein Temperaturgradient des SCR-Katalysators liegen jeweils unter einem ersten Temperaturschwellenwert und einem ersten Temperaturgradientenschwellenwert. Bei hohen Temperaturen nimmt die Ammoniakspeicherfähigkeit des SCR-Katalysators ab, was die Durchführung des Verfahrens unmöglich machen kann. Steigende Temperaturen deuten darauf hin, dass die Temperatur in unmittelbarer Zukunft zu hoch für die Durchführung des Verfahrens sein kann. Es ist daher bevorzugt, dass der Temperaturgradientenschwellenwert in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur des SCR-Katalysators vorgegeben wird.
  • - Die Temperatur und der Temperaturgradient des SCR-Katalysators liegen jeweils über einem zweiten Temperaturschwellenwert und einem zweiten Temperaturgradientenschwellenwert. So kann sichergestellt werden, dass der SCR-Katalysator eine ausreichend hohe Konvertierungsfähigkeit besitzt. Negative Temperaturgradienten deuten darauf hin, dass die Temperatur in unmittelbarer Zukunft für die Durchführung des Verfahrens zu niedrig sein kann. Daher ist es bevorzugt, dass der zweite Temperaturgradientenschwellenwert in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur des SCR-Katalysators vorgegeben wird.
  • - Der Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors liegt in einem vorgegebenen Bereich. Insbesondere ein zu hoher Abgasmassenstrom kann die Konvertierungsfähigkeit des SCR-Katalysators und somit das Ergebnis der Ermittlung negativ beeinflussen.
  • - Ein Stickoxidsensor ist messbereit, damit sein Signal in dem Verfahren ausgewertet werden kann.
  • - Es liegt kein Systemfehler vor. Die für dieses Überwachungskriterium zu berücksichtigenden Systemfehler können dabei aus Systemfehlern ausgewählt werden, welche für den Betrieb des SCR-Katalysators relevant sind, wie beispielsweise ein Fehler eines Hitzdrahtanemometers (HFM).
A release of the active suspension or reduction of the ammonia dosing is preferably carried out only if one or more monitoring criteria are met. Suitable monitoring criteria are selected in particular from the following list:
  • - The measured by microwaves in the SCR catalyst ammonia level exceeds a predetermined level threshold. In this way it is ensured that a sufficiently high conversion of nitrogen oxides takes place during the implementation of the method.
  • A temperature and a temperature gradient of the SCR catalytic converter are each below a first temperature threshold value and a first temperature gradient threshold value. At high temperatures, the ammonia storage capacity of the SCR catalyst decreases, which may make the performance of the process impossible. Rising temperatures indicate that the temperature may be too high for the process in the immediate future. It is therefore preferred that the temperature gradient threshold value is predefined as a function of the current temperature of the SCR catalytic converter.
  • The temperature and the temperature gradient of the SCR catalyst are each above a second temperature threshold value and a second temperature gradient threshold value. This ensures that the SCR catalyst has a sufficiently high conversion capability. Negative temperature gradients indicate that the temperature may be too low in the immediate future to carry out the process. Therefore, it is preferable that the second temperature gradient threshold is given as a function of the current temperature of the SCR catalyst.
  • - The exhaust gas mass flow of the internal combustion engine is within a predetermined range. In particular, an excessive exhaust gas mass flow can adversely affect the conversion capability of the SCR catalytic converter and thus the result of the determination.
  • - A nitric oxide sensor is ready to measure, so that its signal can be evaluated in the process.
  • - There is no system error. The system errors to be considered for this monitoring criterion can be selected from system errors that are relevant to the operation of the SCR catalytic converter, such as a hot-wire anemometer (HFM) fault.

Wenn eine der Freigabebedingungen nicht mehr erfüllt ist, bevor das Integral der umgesetzten Stickoxidmasse den Stickoxidschwellenwert überschreitet, kann die Überwachung der Ammoniakfüllstandsänderung ausgesetzt werden, bis wieder eine Freigabe für das Verfahren vorliegt und das Verfahren anschließend in einer weiteren Phase zu Ende geführt werden kann.If one of the release conditions is no longer met before the integral of the reacted nitrogen oxide mass exceeds the nitrogen oxide threshold, the monitoring may be suspended from the ammonia level change until there is again clearance for the process and the process can then be completed in another phase.

Um den Stickoxidmassenstrom vor dem SCR-Katalysator zu erhöhen, ist es in dieser Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, dass eine Abgasrückführungsrate in dem mindestens einen Zeitraum verringert wird.In order to increase the nitrogen oxide mass flow upstream of the SCR catalytic converter, it is preferred in this embodiment of the method that an exhaust gas recirculation rate in the at least one period is reduced.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird dieses passiv durchgeführt. Dies bedeutet, dass die Ammoniakfüllstandsänderung so lange in Zeiträumen gemessen wird, in denen in einer Betriebsstrategie des SCR-Katalysators die Ammoniakdosierung einen Dosiermengenschwellenwert unterschreitet, bis ein Integral der im SCR-Katalysator umgesetzten Stickoxidmasse einen Schwellenwert überschreitet. Für die Berechnung des Integrals wird insbesondere ein Signal des stromabwärts des SCR-Katalysators im Abgasstrang angeordneten Stickoxidsensors verwendet. Auch in dem passiven Verfahren können die Bedingungen des aktiven Verfahrens für die jeweiligen Zeiträume abgefragt werden. Die Vertrauenswürdigkeit des Ermittlungsergebnisses steigt je geringer die Dosiermenge an Ammoniak in den Zeiträumen ist. Um den Einfluss der Unsicherheit der Dosiermenge gering zu halten, erfolgt die Auswertung deshalb in Zeiträumen, in denen die Ammoniakdosierung den Dosiermengenschwellenwert unterschreitet. Dieser kann in Abhängigkeit vom aktuellen Stickoxidmassenstrom vor dem SCR-Katalysator gewählt werden. Eine für die passive Verfahrensführung geeignete niedrige Ammoniakdosierung tritt beispielsweise bei steigenden Temperaturen des SCR-Katalysators auf. Durch die dadurch fallende Ammoniakspeicherfähigkeit des SCR-Katalysators ist in diesem ein Überschuss an Ammoniak im Vergleich zu einem Sollwert vorhanden. Zum Abbau des Füllstands wird die Dosierung verringert oder sogar ganz abgestellt.In another embodiment of the method, this is done passively. This means that the ammonia level change is measured during periods in which the ammonia dosage falls below a dosing amount threshold in an operating strategy of the SCR catalytic converter until an integral of the nitrogen oxide mass reacted in the SCR catalytic converter exceeds a threshold value. In particular, a signal of the nitrogen oxide sensor arranged downstream of the SCR catalytic converter in the exhaust gas line is used for the calculation of the integral. Also in the passive method, the conditions of the active method for the respective periods can be queried. The reliability of the detection result increases the lower the dosing amount of ammonia in the periods is. In order to keep the influence of the uncertainty of the dosing quantity low, the evaluation therefore takes place in periods in which the ammonia dosing falls below the dosing quantity threshold value. This can be selected depending on the current nitrogen oxide mass flow upstream of the SCR catalytic converter. A suitable for passive process control low ammonia dosage occurs, for example, with increasing temperatures of the SCR catalyst. As a result of the resulting ammonia storage capacity of the SCR catalyst, an excess of ammonia is present in the latter in comparison with a desired value. To reduce the level, the dosage is reduced or even turned off completely.

Wenn das Verfahren in einem Temperaturbereich durchgeführt wird, in dem die Ammoniakspeicherfähigkeit des SCR-Katalysators gering ist, was dadurch festgestellt werden kann, dass die Temperatur einen dritten Temperaturschwellenwert unterschreitet, kann als weitere Freigabebedingung insbesondere gefordert werden, dass eine stöchiometrische Reduktionsmitteldosierung erfolgt, d. h. dass gerade so viel Harnstoffwasserlösung in den Abgasstrang eindosiert wird, wie notwendig ist, um den aktuellen Stickoxidmassenstrom zu reduzieren. In diesem Fall wird erwartet, dass sich der Ammoniakfüllstand nicht ändert. Steigt er jedoch an, wenn das Integral der umgesetzten Stickoxidmasse seinen Schwellenwert überschreitet, so kann davon ausgegangen werden, dass der Stickoxidmassenstrom stromaufwärts des SCR-Katalysators zu hoch gemessen oder modelliert worden ist. Fällt er hingegen, so kann auf einen zu niedrig gemessenen oder modellierten Stickoxidmassenstrom bezogen auf den realen Stickoxidmassenstrom geschlossen werden.When the process is performed in a temperature range in which the Ammonia storage capacity of the SCR catalyst is low, which can be determined by the fact that the temperature falls below a third temperature threshold, may be required as a further release condition, in particular, that a stoichiometric Reduktionsmitteldosierung done, ie just as much urea water solution is metered into the exhaust line, as necessary is to reduce the current nitrogen oxide mass flow. In this case, it is expected that the ammonia level will not change. However, if it increases, when the integral of the reacted nitrogen oxide mass exceeds its threshold, it can be assumed that the nitrogen oxide mass flow upstream of the SCR catalyst has been measured or modeled too high. If it falls, however, then it can be concluded that the nitrogen oxide mass flow measured or modeled is too low, based on the actual nitrogen oxide mass flow.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Stickoxidmassenstrom mit einem Stickoxidmassenstrom verglichen, der von einem stromaufwärts des SCR-Katalysators im Abgasstrang angeordneten Stickoxidsensor gemessen wurde. Auf diese Weise kann dieser Stickoxidsensor auf größere Kennlinien- oder Offset-Fehler überwacht werden.In one embodiment of the method, the nitrogen oxide mass flow is compared with a nitrogen oxide mass flow, which was measured by a nitrogen oxide sensor arranged in the exhaust gas line upstream of the SCR catalytic converter. In this way, this nitrogen oxide sensor can be monitored for larger characteristic or offset errors.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Stickoxidmassenstrom mit einem Modell von Stickoxidrohemissionen des Verbrennungsmotors verglichen. Auf diese Weise kann das Modell plausibilisiert oder korrigiert werden. In dieser Ausführungsform können als weitere Freigabebedingungen insbesondere die Drehzahl und/oder Kraftstoffeinspritzmenge des Verbrennungsmotors verwendet werden. Wenn diese eine zu hohe Dynamik aufweisen, so dass ihr Gradient einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, so ist es bevorzugt, dass die Ammoniakfüllstandsänderung in diesem Zeitraum nicht gemessen wird.In another embodiment, the nitrogen oxide mass flow is compared with a model of nitrogen oxide emissions of the internal combustion engine. In this way, the model can be made plausible or corrected. In this embodiment, the speed and / or fuel injection quantity of the internal combustion engine can be used as further release conditions. If these have too high dynamics, so that their gradient exceeds a predefinable threshold, it is preferred that the ammonia level change is not measured in this period.

Das Verfahren kann insbesondere auch zweistufig ausgeführt werden. Dabei erfolgt standardmäßig eine passive Überwachung des Stickoxidsensors oder des Modells. Ist deren Ergebnis in Ordnung, so wird keine weitere Diagnose durchgeführt. Ist das Ergebnis hingegen nicht in Ordnung, wird in einem zweiten Schritt die aktive Diagnose durchgeführt, deren genaues Ergebnis zur endgültigen Bewertung eines möglichen Fehlers herangezogen wird.The method can in particular also be carried out in two stages. By default, passive monitoring of the nitrogen oxide sensor or of the model takes place. If the result is correct, no further diagnosis is carried out. On the other hand, if the result is not correct, in a second step the active diagnosis is carried out, the exact result of which is used for the final evaluation of a possible error.

Wenn stromaufwärts des SCR-Katalysators ein Stickoxidspeicherkatalysator (NSC) angeordnet ist, ist es bevorzugt, die NSC-Regeneration für den Zeitraum der Messung der Ammoniakfüllstandsänderung zu sperren.When a nitrogen oxide storage catalyst (NSC) is disposed upstream of the SCR catalyst, it is preferable to inhibit the NSC regeneration for the period of measuring the ammonia level change.

Sind in dem Abgasstrang zwei SCR-Katalysatoren angeordnet, so kann das Verfahren auf nur einen der beiden SCR-Katalysatoren angewandt werden. Hierzu muss ein Modell der Ammoniakfüllstandsänderung spezifisch für diesen SCR-Katalysator ausgelegt werden. Alternativ kann das Verfahren auch auf beide SCR-Katalysatoren gemeinsam angewandt werden. Hierzu werden die mittels Mikrowellen ermittelten Füllstände der SCR-Katalysatoren bilanziert und Abweichungen der daraus ermittelten Stickoxidmassenströme von Erwartungswerten aus einem Stickoxidsensorsignal oder aus einem Modell addiert.If two SCR catalysts are arranged in the exhaust gas line, the method can be applied to only one of the two SCR catalysts. For this purpose, a model of the ammonia level change has to be designed specifically for this SCR catalytic converter. Alternatively, the method can be applied to both SCR catalysts together. For this purpose, the fill levels of the SCR catalysts determined by means of microwaves are balanced and deviations of the nitrogen oxide mass flows determined therefrom are added by expected values from a nitrogen oxide sensor signal or from a model.

Das Computerprogramm ist eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem elektronischen Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung unterschiedlicher Ausführungsformen des Verfahrens in einem elektronischen Steuergerät, ohne daran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist auf dem maschinenlesbaren Speichermedium, gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät, wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um mittels des Verfahrens einen Stickoxidmassenstrom in einem Abgasstrang eines Verbrennungsmotors stromaufwärts eines SCR-Katalysators zu ermitteln.The computer program is set up to perform each step of the process, especially when running on an electronic control unit. It allows the implementation of different embodiments of the method in an electronic control unit, without having to make structural changes. This is stored on the machine-readable storage medium. By loading the computer program on a conventional electronic control unit, the electronic control unit is obtained, which is adapted to determine by the method, a nitrogen oxide mass flow in an exhaust line of an internal combustion engine upstream of an SCR catalyst.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

  • 1 zeigt schematisch einen Abgasstrang, in dem ein Stickoxidmassenstrom mittels Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden kann.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 zeigt in einem Diagramm die zeitliche Änderung von Ammoniakfüllständen in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit aktiver Ammoniakunterdosierung.
  • 4 zeigt in einem Diagramm den zeitlichen Verlauf von Ammoniakfüllständen in einer passiven Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5 zeigt schematisch einen weiteren Abgasstrang, in dem mittels Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Stickoxidmassenstrom ermittelt werden kann.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
  • 1 schematically shows an exhaust line, in which a nitrogen oxide mass flow can be determined by means of embodiments of the method according to the invention.
  • 2 shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.
  • 3 shows a diagram of the temporal change of ammonia levels in an embodiment of the method according to the invention with active Ammoniaunterdosierung.
  • 4 shows a diagram of the time course of Ammoniakfüllständen in a passive embodiment of the method according to the invention.
  • 5 schematically shows a further exhaust gas line, in which by means of embodiments of the method according to the invention, a nitrogen oxide mass flow can be determined.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

Ein Verbrennungsmotor 10 eines Kraftfahrzeugs, der in 1 dargestellt ist, emittiert Abgase in einen Abgasstrang 20. In diesem sind nacheinander ein Stickoxidspeicherkatalysator 31, ein beschichteter Dieselpartikelfilter 32 und ein SCR-Katalysator 33 angeordnet. Ein Dosierventil 21, das zwischen dem Dieselpartikelfilter 32 und dem SCR-Katalysator 33 angeordnet ist, ist dazu eingerichtet, um Harnstoffwasserlösung in den Abgasstrang 20 einzuspritzen. Ein erster Stickoxidsensor 41 ist zwischen dem Dieselpartikelfilter 32 und dem SCR-Katalysator 33 angeordnet. Ein zweiter Stickoxidsensor 42 ist stromabwärts des SCR-Katalysators 33 angeordnet. Ein Mikrowellensensor 51 ist an dem SCR-Katalysator 33 angeordnet. Er ist eingerichtet, um den Ammoniakfüllstand des SCR-Katalysators 33 zu messen. Ein elektronisches Steuergerät 11 des Verbrennungsmotors 10 steuert auch das Dosierventil 21. Es empfängt Daten von den Stickoxidsensoren 41, 42 und vom Mikrowellensensor 51.An internal combustion engine 10 of a motor vehicle used in 1 is shown, emits exhaust gases in an exhaust line 20 , In this one after another a nitrogen oxide storage catalyst 31 , a coated diesel particulate filter 32 and an SCR catalyst 33 arranged. A metering valve 21 between the diesel particulate filter 32 and the SCR catalyst 33 is arranged to urea water solution in the exhaust line 20 inject. A first nitrogen oxide sensor 41 is between the diesel particulate filter 32 and the SCR catalyst 33. A second nitrogen oxide sensor 42 is located downstream of the SCR catalyst 33. A microwave sensor 51 is on the SCR catalyst 33 arranged. It is set up for the ammonia level of the SCR catalyst 33 to eat. An electronic control unit 11 of the internal combustion engine 10 also controls the dosing valve 21 , It receives data from the nitrogen oxide sensors 41 . 42 and from the microwave sensor 51 ,

Der erste Stickoxidsensor 41 liefert eine Stickoxidkonzentration in Abgas, welche mit Hilfe des bekannten Abgasmassenstroms in einen gemessenen Stickoxidmassenstrom umgerechnet werden kann. Zu dessen Plausibilisierung kann ein Start 50 eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen, indem eine aktive Diagnose durchgeführt wird. Hierzu erfolgt zunächst eine Prüfung 51, ob alle Freigabebedingungen der Diagnose erfüllt sind. Nur wenn dies der Fall ist, erfolgt eine Fortsetzung 52 des Verfahrens. Wie in 3 dargestellt ist, wird nun eine aktive Unterdosierung 61 von HWL mittels des Dosierventils 21 so lange eingeschaltet, bis aus dem Signal des zweiten Stickoxidsensors 42 erkannt werden kann, dass die im SCR-Katalysator 33 umgesetzte Stickoxidmasse einen vorgegebenen Stickoxidschwellenwert überschreitet. In einem Zeitraum 71 vom Beginn der Unterdosierung zum Zeitpunkt t1 bis zum Ende der Unterdosierung zum Zeitpunkt t2 wird die Abnahme des mittels des Mikrowellensensors 51 gemessenen Ammoniakfüllstands NH3_Mik im SCR-Katalysator 33 und die Abnahme eines modellierten Ammoniakfüllstands NH3_Mod ermittelt. Wenn eine weitere Prüfung 53 ergibt, dass die geforderte Stickoxidmasse in dem Zeitraum 71 reduziert wurde, erfolgt anschließend eine Auswertung 54 der Abnahmen der beiden Ammoniakfüllstände NH3_Mik und NH3_Mod. Ergibt eine weitere Prüfung 55, dass der gemessene Ammoniakfüllstand NH3_Mik innerhalb eines vorgegebenen Diagnosefensters um den Modellwert NH3_Mod liegt, was in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, so wird das Ergebnis 56 erhalten, dass der erste Stickoxidsensor 41 in Ordnung ist. Anderenfalls wird ein Fehler 57 des ersten Stickoxidsensors 41 erkannt.The first nitrogen oxide sensor 41 provides a nitrogen oxide concentration in exhaust gas, which can be converted by means of the known exhaust gas mass flow into a measured nitrogen oxide mass flow. For its plausibility can be a start 50 an embodiment of the method according to the invention carried out by an active diagnosis is performed. For this purpose, first an examination 51 whether all release conditions of the diagnosis have been fulfilled. Only if this is the case, a continuation takes place 52 of the procedure. As in 3 is now an active underdose 61 of HWL by means of the metering valve 21 switched on until the signal from the second nitrogen oxide sensor 42 It can be recognized that in the SCR catalyst 33 reacted nitrogen oxide mass exceeds a predetermined nitrogen oxide threshold. In a time span 71 from the beginning of the underdosing at time t 1 to the end of the underdosing at time t 2 , the decrease of the means of the microwave sensor 51 measured ammonia level NH 3 _Mik in the SCR catalyst 33 and the decrease of a modeled ammonia level NH 3 _Mod determined. If another test 53 shows that the required nitrogen oxide mass in the period 71 was reduced, then carried out an evaluation 54 the decreases of the two ammonia levels NH 3 _Mik and NH 3 _Mod. Gives another test 55 in that the measured ammonia level NH 3 _Mik lies within a predetermined diagnostic window around the model value NH 3 _Mod, which is shown in the in 3 illustrated embodiment is the case, then the result 56 get that first nitric oxide sensor 41 okay. Otherwise it will be an error 57 of the first nitrogen oxide sensor 41 recognized.

In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses passiv durchgeführt. Bei der Prüfung 51, ob die Bedingungen der Diagnose erfüllt sind, erfolgt auch eine Prüfung, ob die Eindosierung von HWL in den Abgasstrang 20 in der aktuellen Betriebsstrategie des SCR-Katalysators 33 einen vorgegebenen Dosiermengenschwellenwert unterschreitet. In 4 ist dargestellt, dass diese Bedingung 62 in drei Zeiträumen 72, 73, 74 erfüllt ist. Erst im dritten Zeitraum 74 erreicht das Integral der reduzierten Stickoxidmasse NOx_red einen vorgegebenen Stickoxidschwellenwert NOx_S. In allen drei Zeiträumen 72, 73, 74 wird jeweils die Änderung des gemessenen Ammoniakfüllstands NH3_Mik und des modellierten Ammoniakfüllstands NH3_mod ermittelt. Diese sind in 4 als Integral ihrer negativen Änderungen dargestellt. Erst nach Ende des dritten Zeitraums 74 verläuft eine Prüfung 53, ob die reduzierte Stickoxidmasse NOx_Red ihren Stickoxidschwellenwert NOx_S überschreitet positiv und das Verfahren wird mit einer Auswertung 54 der ermittelten Werte fortgesetzt. Dabei werden nur die Ammoniakfüllstandänderungen bis zu einem Zeitpunkt t3 berücksichtigt, zu dem der Stickoxidschwellenwert NOx_S erreicht wurde. Wenn die folgende Prüfung 55 ergibt, dass die gemessene Ammoniakfüllstandsänderung NH3_Mik innerhalb des Diagnosefensters um den Modellwert NH3_Mod liegt, was in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, so führt dies zu dem Ergebnis, dass der erste Stickoxidsensor 41 in Ordnung ist. Anderenfalls wird ein Fehler 57 des ersten Stickoxidsensors 41 erkannt.In another embodiment of the method according to the invention this is carried out passively. During the exam 51 whether the conditions of the diagnosis are met, there is also a check whether the metering of HWL in the exhaust system 20 in the current operating strategy of the SCR catalyst 33 falls below a predetermined Dosiermengenschwellenwert. In 4 is shown that this condition 62 in three periods 72 . 73 . 74 is satisfied. Only in the third period 74 reaches the integral of the reduced nitrogen oxide mass NOx_red a predetermined nitrogen oxide threshold NOx_S. In all three periods 72 . 73 . 74 In each case, the change in the measured ammonia level NH 3 _Mik and the modeled ammonia level NH 3 _mod is determined. These are in 4 represented as the integral of their negative changes. Only after the end of the third period 74 If an examination 53 determines whether the reduced nitrogen oxide mass NOx_Red exceeds its nitrogen oxide threshold value NOx_S, the method proceeds with an evaluation 54 the determined values continued. In this case, only the ammonia level changes are considered up to a time t 3 at which the nitrogen oxide threshold NOx_S was reached. If the following exam 55 reveals that the measured ammonia level change _Mik NH 3 NH 3 is _Mod within the diagnostic window around the model value, which in the in 4 illustrated embodiment, this leads to the result that the first nitrogen oxide sensor 41 okay. Otherwise it will be an error 57 of the first nitrogen oxide sensor 41 recognized.

In anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens können sowohl die aktive Diagnose als auch die passive Diagnose an einem Abgasstrang durchgeführt werden, der in 5 dargestellt ist. In diesem ist zwischen dem Stickoxidspeicherkatalysator 31 und dem SCR-Katalysator 33 anstelle des Dieselpartikelfilters 32 ein SCRF-Katalysator (SCR on Filter) 34 angeordnet. Dieser weist einen zweiten Mikrowellensensor 52 auf. Zwischen dem NOx-Speicherkatalysator 31 und dem SCRF-Katalysator 34 sind ein zweites Dosierventil 22 und ein dritter Stickoxidsensor 43 angeordnet. Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens können verwendet werden, um eine Diagnose des ersten Stickoxidsensors 41 unter Verwendung der Messergebnisse des zweiten Stickoxidsensors 42 und des ersten Mikrowellensensors 51 durchzuführen. Dies entspricht der Diagnose, die in den 2 bis 4 dargestellt ist. Mithilfe der Messergebnisse des ersten Stickoxidsensors 41 und des zweiten Mikrowellensensors 52 kann außerdem in analoger Weise eine Diagnose des dritten Stickoxidsensors 43 erfolgen. Alternativ kann auch über die Messergebnisse beider Mikrowellensensoren 51, 52 bilanziert werden und weiterer Verwendung des Messergebnisses des zweiten Stickoxidsensors 42 der dritte Stickoxidsensor 43 diagnostiziert werden.In other embodiments of the method according to the invention, both the active diagnosis and the passive diagnosis can be carried out on an exhaust gas system, which in 5 is shown. In this is between the nitrogen oxide storage catalyst 31 and the SCR catalyst 33 instead of the diesel particulate filter 32 a SCRF catalyst (SCR on filter) 34 is arranged. This has a second microwave sensor 52 on. Between the NOx storage catalyst 31 and the SCRF catalyst 34 are a second metering valve 22 and a third nitrogen oxide sensor 43 arranged. Embodiments of the inventive method may be used to diagnose the first nitrogen oxide sensor 41 using the results of the second nitrogen oxide sensor 42 and the first microwave sensor 51 perform. This corresponds to the diagnosis made in the 2 to 4 is shown. Using the measurement results of the first nitrogen oxide sensor 41 and the second microwave sensor 52 may also in a similar manner, a diagnosis of the third nitrogen oxide sensor 43 respectively. Alternatively, it is also possible to record on the measurement results of both microwave sensors 51, 52 and further use of the measurement result of the second nitrogen oxide sensor 42 the third nitrogen oxide sensor 43 be diagnosed.

Anstelle einer Diagnose eines Stickoxidsensors kann in weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Fehlen eines Stickoxidsensors stromaufwärts des jeweiligen SCR-Katalysators auch ein Modell von Stickoxidrohemissionen des Verbrennungsmotors 10 überprüft werden.Instead of a diagnosis of a nitrogen oxide sensor, in further exemplary embodiments of the method according to the invention in the absence of a nitrogen oxide sensor upstream of the respective SCR sensor, Catalyst also a model of nitrogen oxide emissions of the internal combustion engine 10 be checked.

In allen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Regeneration des Stickoxidspeicherkatalysators 31 für die Dauer der Diagnose gesperrt.In all embodiments of the method according to the invention is a regeneration of the nitrogen oxide storage catalyst 31 blocked for the duration of the diagnosis.

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

  • DE 10358495 B4 [0005]DE 10358495 B4 [0005]
  • DE 102010034983 A1 [0005]DE 102010034983 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zur Ermittlung eines Stickoxidmassenstroms in einem Abgasstrang (20) eines Verbrennungsmotors (10) stromaufwärts eines SCR-Katalysators (33, 34), dadurch gekennzeichnet, dass der Stickoxidmassenstrom aus einer Ammoniakfüllstandsänderung des SCR-Katalysators (33, 34) in mindestens einem Zeitraum (71, 72, 73, 74) in dem eine Ammoniakmasse in den SCR-Katalysator (33, 34) eindosiert wird, die einen Ammoniakschwellenwert unterschreitet, und aus einem Stickoxidmassenstrom stromabwärts des SCR-Katalysators (33, 34) ermittelt wird, wobei die Ammoniakfüllstandsänderung mittels Mikrowellen gemessen wird.Method for determining a nitrogen oxide mass flow in an exhaust line (20) of an internal combustion engine (10) upstream of an SCR catalytic converter (33, 34), characterized in that the nitrogen oxide mass flow from an ammonia level change of the SCR catalytic converter (33, 34) in at least one period ( 71, 72, 73, 74) in which an ammonia mass is metered into the SCR catalyst (33, 34), which falls below an ammonia threshold, and from a nitrogen oxide mass flow downstream of the SCR catalyst (33, 34) is determined, wherein the ammonia level change is measured by means of microwaves. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ammoniakfüllstandsänderung des SCR-Katalysators (33, 34) in einem Zeitraum (71) gemessen wird, in dem eine Eindosierung von Ammoniak in den SCR-Katalysator (33, 34) so lange aktiv ausgesetzt oder verringert wird, bis ein Integral der im SCR-Katalysator (33, 34) umgesetzten Stickoxidmasse einen Stickoxidschwellenwert überschreitet.Method according to Claim 1 characterized in that the ammonia level change of the SCR catalyst (33, 34) is measured over a period of time (71) in which metered addition of ammonia into the SCR catalyst (33, 34) is actively suspended or reduced until an integral of the nitrogen oxide mass reacted in the SCR catalytic converter (33, 34) exceeds a nitrogen oxide threshold value. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückführungsrate in dem Zeitraum (71, 72, 73, 74) verringert wird.Method according to Claim 2 , characterized in that an exhaust gas recirculation rate in the period (71, 72, 73, 74) is reduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Ammoniakfüllstandsänderung so lange in Zeiträumen (72, 73, 74) erfolgt, in denen in einer Betriebsstrategie des SCR-Katalysators (33, 34) eine Eindosierung von Ammoniak in den SCR-Katalysator (33, 34) einen Dosiermengenschwellenwert unterschreitet, bis ein Integral (NOx_red) der im SCR-Katalysator (33, 34) umgesetzten Stickoxidmasse einen Stickoxidschwellenwert (NOx_S) überschreitet.Method according to Claim 1 , characterized in that the measurement of the ammonia level change so long in periods (72, 73, 74) takes place, in which in an operating strategy of the SCR catalyst (33, 34) a metering of ammonia into the SCR catalyst (33, 34) falls below a metering amount threshold until an integral (NOx_red) of the nitrogen oxide mass reacted in the SCR catalytic converter (33, 34) exceeds a nitrogen oxide threshold value (NOx_S). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Berechnung des Integrals (NOx_red) ein Signal eines stromabwärts des SCR-Katalysators (33, 34) im Abgasstrang (10) angeordneten Stickoxidsensors (42) verwendet wird.Method according to one of Claims 2 to 4 characterized in that a signal of a nitrogen oxide sensor (42) arranged downstream of the SCR catalytic converter (33, 34) in the exhaust gas line (10) is used for a calculation of the integral (NOx_red). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickoxidmassenstrom mit einem Stickoxidmassenstrom verglichen wird, der von einem stromaufwärts des SCR-Katalysators (33, 34) im Abgasstrang angeordneten Stickoxidsensor (41, 43) gemessen wurde.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the nitrogen oxide mass flow is compared with a nitrogen oxide mass flow which has been measured by a nitrogen oxide sensor (41, 43) arranged upstream of the SCR catalytic converter (33, 34) in the exhaust gas line. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickoxidmassenstrom mit einem Modell von Stickoxidrohemissionen des Verbrennungsmotors (10) verglichen wird.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the nitrogen oxide mass flow is compared with a model of nitrogen oxide raw emissions of the internal combustion engine (10). Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.Computer program, which is set up, each step of the procedure according to one of Claims 1 to 7 perform. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which a computer program is based Claim 8 is stored. Elektronisches Steuergerät (11), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 einen Stickoxidmassenstrom in einem Abgasstrang (20) eines Verbrennungsmotors (10) stromaufwärts eines SCR-Katalysators (33, 34) zu ermitteln.Electronic control unit (11), which is set up to operate by means of a method according to one of Claims 1 to 7 to determine a nitrogen oxide mass flow in an exhaust line (20) of an internal combustion engine (10) upstream of an SCR catalytic converter (33, 34).
DE102017200542.4A 2017-01-13 2017-01-13 Method for determining a nitrogen oxide mass flow Withdrawn DE102017200542A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017200542.4A DE102017200542A1 (en) 2017-01-13 2017-01-13 Method for determining a nitrogen oxide mass flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017200542.4A DE102017200542A1 (en) 2017-01-13 2017-01-13 Method for determining a nitrogen oxide mass flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017200542A1 true DE102017200542A1 (en) 2018-07-19

Family

ID=62716814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017200542.4A Withdrawn DE102017200542A1 (en) 2017-01-13 2017-01-13 Method for determining a nitrogen oxide mass flow

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017200542A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018217047A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Continental Automotive Gmbh Method and device for determining a state of an exhaust gas treatment element for a motor vehicle
CN111911269A (en) * 2019-05-09 2020-11-10 罗伯特·博世有限公司 Method for monitoring an SCR catalytic converter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358495B4 (en) 2003-12-13 2011-10-06 Ralf Moos Method for detecting the state of a catalyst by means of microwaves
DE102010034983A1 (en) 2010-08-20 2012-02-23 Gerhard Fischerauer Method for detecting current state of exhaust after-treatment system in e.g. motor car, involves determining measured variables in different frequency ranges to allow measuring device to provide conclusions about memory state

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358495B4 (en) 2003-12-13 2011-10-06 Ralf Moos Method for detecting the state of a catalyst by means of microwaves
DE102010034983A1 (en) 2010-08-20 2012-02-23 Gerhard Fischerauer Method for detecting current state of exhaust after-treatment system in e.g. motor car, involves determining measured variables in different frequency ranges to allow measuring device to provide conclusions about memory state

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018217047A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Continental Automotive Gmbh Method and device for determining a state of an exhaust gas treatment element for a motor vehicle
DE102018217047B4 (en) 2018-10-05 2022-01-27 Vitesco Technologies GmbH Method and device for determining a state of an exhaust gas treatment element for a motor vehicle
CN111911269A (en) * 2019-05-09 2020-11-10 罗伯特·博世有限公司 Method for monitoring an SCR catalytic converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3717757B1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and exhaust aftertreatment system
DE102015222209A1 (en) Method for checking the plausibility of a NOx sensor in an SCR catalyst system
DE102018213379A1 (en) Method for monitoring an SCR catalytic converter
DE102007006489A1 (en) Method for diagnosis of exhaust sensor within exhaust area of internal-combustion engine, involves detecting change in operating value of internal-combustion engine or characteristic of exhaust gas
DE102008038677A1 (en) Method and device for diagnosing a catalytic converter
DE102013203580A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system
DE102016211575A1 (en) Error detection in an SCR system using an ammonia level
DE102008027575A1 (en) Diagnosing method for catalytically active exhaust gas cleaning element of motor vehicle internal combustion engine, involves evaluating response of exhaust gas cleaning element in form of signal of exhaust gas sensor
DE102016203227A1 (en) Method for diagnosing an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine
DE102018222247A1 (en) Method and device for diagnosing a particle filter arranged in the exhaust system of a gasoline-powered internal combustion engine
DE102019206680A1 (en) Procedure for zero point calibration of a nitrogen oxide sensor
DE102017201393A1 (en) Method for fault detection in an SCR system by means of ammonia slip
DE102012211705A1 (en) Method for checking cross-sensitivity of ammonia of nitrogen oxide sensor in SCR catalyst system of diesel engine, involves determining nitrogen oxide concentration in exhaust gas between catalysts from nitrogen oxide model
DE102007063940B4 (en) Method for diagnosing an exhaust gas area of an internal combustion engine containing an exhaust gas treatment device and device for carrying out the method
DE102017205322A1 (en) Method for detecting damage to an SCR catalyst
DE102017201400A1 (en) Method for fault detection in an SCR system by means of ammonia slip
DE102017200542A1 (en) Method for determining a nitrogen oxide mass flow
DE102015200751A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system
DE102014202035A1 (en) Method and device for monitoring a nitrogen oxide storage catalyst
DE102018104385A1 (en) Method for monitoring an ammonia slip catalyst
DE102015200762A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system
DE102016210143A1 (en) 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
DE102017205298A1 (en) Method for determining quantity deviations in a fluidic dosing system
DE102008064606A1 (en) Method for functional adjustment of exhaust gas cleaning device of drive arrangement for cleaning exhaust gas stream of internal combustion engine of vehicle, involves determining nitrogen oxides raw emissions of exhaust gas stream
DE102017206906A1 (en) Method for determining an accuracy of a reducing agent solution dosage and / or a concentration of the metered reducing agent solution

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee