DE102017219185A1 - A method of determining a condition of a catalyst and exhaust aftertreatment device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Katalysators (4) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem mittels eines ersten Sensors (6) ein Gehalt an Sauerstoff im Abgas stromaufwärts des Katalysators (4) und mittels eines zweiten Sensors (7) ein Gehalt an Sauerstoff im Abgas stromabwärts des Katalysators (4) erfasst wird. Die Gehalte an Sauerstoff im Abgas werden nach einem Verändern von Betriebsbedingungen einer stromaufwärts des Katalysators (4) angeordneten Verbrennungskraftmaschine (2) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst, bei welchem im Anschluss an einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (2) mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Betrieb mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt wird. Basierend auf von den Sensoren (6, 7) erfassten Messwerten des Gehalts an Sauerstoff im Abgas wird eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators (4) bestimmt. Wenigstens eine weitere das Abgas betreffende Größe wird ermittelt, und basierend auf einem Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und der wenigstens einen weiteren Größe wird der Zustand des Katalysators (4) ermittelt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug (1).The invention relates to a method for determining a state of a catalytic converter (4) of a motor vehicle (1), in which a content of oxygen in the exhaust gas upstream of the catalytic converter (4) and by means of a second sensor (7) is detected by means of a first sensor (6) Content of oxygen in the exhaust gas downstream of the catalyst (4) is detected. The contents of oxygen in the exhaust gas are detected after a change in operating conditions of an internal combustion engine (2) of the motor vehicle (1) arranged upstream of the catalytic converter (4), in which following a operation of the internal combustion engine (2) with a rich air-fuel Mixture operation is adjusted with a lean air-fuel mixture. Based on measured values of the content of oxygen in the exhaust gas detected by the sensors (6, 7), an oxygen storage capacity of the catalyst (4) is determined. At least one further quantity relating to the exhaust gas is determined, and based on a relationship between the oxygen storage capacity and the at least one further variable, the condition of the catalytic converter (4) is determined. Furthermore, the invention relates to an exhaust aftertreatment device for a motor vehicle (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Katalysators eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels eines ersten Sensors ein Gehalt an Sauerstoff im Abgas stromaufwärts des Katalysators und mittels eines zweiten Sensor ein Gehalt an Sauerstoff im Abgas stromabwärts des Katalysators erfasst wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for determining a state of a catalytic converter of a motor vehicle, in which by means of a first sensor, a content of oxygen in the exhaust gas upstream of the catalyst and by means of a second sensor, a content of oxygen in the exhaust gas downstream of the catalyst is detected. Furthermore, the invention relates to an exhaust aftertreatment device for a motor vehicle.
Bauteile einer Abgasnachbehandlungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs wie etwa Katalysatoren werden im Rahmen einer On-Board-Diagnose (OBD) in ihrer Funktion und Wirkungsweise überwacht. Diese Bauteile werden als fehlerhaft gemeldet, sobald ein definierter Schwellenwert von Emissionen überschritten wird.Components of an exhaust aftertreatment device of a motor vehicle such as catalytic converters are monitored in their function and mode of operation as part of an on-board diagnostic (OBD). These components are reported as faulty as soon as a defined threshold of emissions is exceeded.
In der
Die
Es ist dennoch wünschenswert, zur Überwachung eines Katalysators die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators zu nutzen. Denn die Sauerstoffspeicherfähigkeit kann nach Sprüngen des Verbrennungsluftverhältnisses Lambda von fett nach mager mittels entsprechender Sensoren etwa in Form von Lambdasonden stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators einfach erfasst werden.However, it is desirable to use the oxygen storage capability of the catalyst to monitor a catalyst. Because the oxygen storage capacity can be easily detected after leaps in the combustion air ratio lambda from rich to lean by means of corresponding sensors, for example in the form of lambda probes upstream and downstream of the catalyst.
In diesem Zusammenhang ist es derzeit üblich, einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, welches mit dem Katalysator ausgestattet ist, durch Aufleuchten einer Motorkontrollleuchte einen Defekt des Katalysators zu signalisieren, wenn bei der Messung der Sauerstoffspeicherfähigkeit ein bestimmter Grenzwert unterschritten wird. Des Weiteren wird in einem solchen Fall in einem Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs ein entsprechender Fehlerspeichereintrag hinterlegt.In this context, it is currently customary for a driver of the motor vehicle, which is equipped with the catalytic converter, to signal a defect in the catalytic converter by lighting up an engine control lamp if a specific limit value is undershot during the measurement of the oxygen storage capability. Furthermore, in such a case, a corresponding fault memory entry is stored in an error memory of the motor vehicle.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchen die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators nach einem Sprung des Verbrennungsluftverhältnisses von fett nach mager gemessen wird, kann es jedoch vorkommen, dass ein voll funktionsfähiger Katalysator als defekt erkannt wird oder dass ein defekter Katalysator nach der Diagnose als funktionsfähig eingestuft wird.However, in prior art processes in which the oxygen storage capacity of the catalyst is measured from rich to lean after the combustion air ratio has jumped, it may happen that a fully functional catalyst is identified as being defective or a defective catalyst has been identified as having been diagnosed is classified as functional.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein derartiges Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Abgasnachbehandlungseinrichtung zu schaffen, welches beziehungsweise welche eine zuverlässigere Aussage über den Zustand des Katalysators zulässt.It is therefore an object of the present invention to provide such a method and an exhaust gas aftertreatment device suitable for carrying out the method, which or which permits a more reliable statement about the state of the catalytic converter.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Abgasnachbehandlungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.This object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Katalysators eines Kraftfahrzeugs wird mittels eines ersten Sensors ein Gehalt an Sauerstoff im Abgas stromaufwärts des Katalysators erfasst. Mittels eines zweiten Sensors wird ein Gehalt an Sauerstoff im Abgas stromabwärts des Katalysators erfasst. Die Gehalte an Sauerstoff im Abgas werden nach einem Verändern von Betriebsbedingungen einer stromaufwärts des Katalysators angeordneten Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs erfasst. Bei dem Verändern wird im Anschluss an einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Betrieb mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt. Basierend auf von den Sensoren erfassten Messwerten des Gehalts an Sauerstoff im Abgas wird eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators bestimmt. Des Weiteren wird wenigstens eine weitere das Abgas betreffende Größe ermittelt. Der Zustand des Katalysators wird basierend auf einem Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und der wenigstens einen weiteren Größe ermittelt.In the method according to the invention for determining a state of a catalytic converter of a motor vehicle, a content of oxygen in the exhaust gas upstream of the catalytic converter is detected by means of a first sensor. By means of a second sensor, a content of oxygen in the exhaust gas downstream of the catalyst is detected. The contents of oxygen in the exhaust gas are detected after varying operating conditions of an internal combustion engine of the motor vehicle arranged upstream of the catalytic converter. In the variation, operation with a lean air-fuel mixture is set subsequent to operation of the rich-air-fuel mixture internal combustion engine. Based on measured values of the content of oxygen in the exhaust gas detected by the sensors, an oxygen storage capacity of the catalyst is determined. Furthermore, at least one further quantity relating to the exhaust gas is determined. The condition of the catalyst is based on a relationship between the oxygen storage capacity and the at least one further size determined.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Diagnose der Sauerstoffspeicherfähigkeit stark von dynamischen Effekten abhängig ist, welche sich aufgrund des Zusammenhangs zwischen der wenigstens einen weiteren das Abgas betreffenden Größe und der Sauerstoffspeicherfähigkeit berücksichtigen lassen. Dadurch lässt das Verfahren eine zuverlässigere Aussage über den Zustand des Katalysators zu. Das Ergebnis der Katalysatorüberwachung, also der ermittelte Zustand des Katalysators, ist so deutlich belastbarer, als dies der Fall ist, wenn nicht der Zusammenhang zwischen der wenigstens einen weiteren Größe und der Sauerstoffspeicherfähigkeit hergestellt und berücksichtigt wird.This is based on the finding that the diagnosis of the oxygen storage capacity is highly dependent on dynamic effects, which can be taken into account due to the relationship between the at least one further variable relating to the exhaust gas and the oxygen storage capacity. As a result, the method allows a more reliable statement about the state of the catalyst. The result of the catalyst monitoring, that is to say the determined state of the catalyst, is so much more reliable than is the case if the relationship between the at least one further variable and the oxygen storage capacity is not established and considered.
Des Weiteren ist es so möglich, eine qualitative Aussage über einen Grad einer Alterung des Katalysators zu treffen. Zudem kann ein Nutzer des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Fahrer des Kraftfahrzeugs, präventiv über einen bevorstehenden Defekt des Katalysators informiert werden. Insgesamt ist so die Überwachung der Funktion des Katalysators verbessert, welche auf der Messung der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators beruht. Die gemessene Sauerstoffspeicherfähigkeit wird hierbei nicht einfach mit einem festen Grenzwert verglichen, sondern in Abhängigkeit von der wenigstens einen weiteren Größe bewertet.Furthermore, it is thus possible to make a qualitative statement about a degree of aging of the catalyst. In addition, a user of the motor vehicle, in particular the driver of the motor vehicle, can be informed preventively about an imminent defect in the catalytic converter. Overall, so the monitoring of the function of the catalyst is improved, which is based on the measurement of the oxygen storage capacity of the catalyst. In this case, the measured oxygen storage capacity is not simply compared with a fixed limit value, but evaluated as a function of the at least one further variable.
Bei dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit dem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch liegt in einem jeweiligen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ein Verbrennungsluftverhältnis λ, welches die tatsächlich für eine Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse ins Verhältnis zur stöchiometrischen, für eine vollständige Verbrennung benötigten Luftmasse setzt, von λ < 1 vor (Luftmangel). Es nimmt also weniger Luft an der Verbrennung teil, als zur stöchiometrischen Reaktion aller sich in dem Brennraum befindenden Brennstoffmoleküle mit Luftsauerstoff notwendig wäre. Bei dem Betrieb mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch liegt demgegenüber ein Verbrennungsluftverhältnis λ > 1 vor (Luftüberschuss). Dann nimmt also mehr Luft an der Verbrennung teil, als zur stöchiometrischen Reaktion aller Brennstoffmoleküle mit dem Luftsauerstoff notwendig wäre.In the operation of the internal combustion engine with the rich air-fuel mixture is in a respective combustion chamber of the internal combustion engine, a combustion air ratio λ, which sets the actual air mass available for combustion in relation to the stoichiometric, required for complete combustion air mass of λ < 1 before (lack of air). So it takes less air in the combustion part, as would be necessary for the stoichiometric reaction of all located in the combustion chamber fuel molecules with atmospheric oxygen. When operating with the lean air-fuel mixture, on the other hand, there is a combustion air ratio λ> 1 (excess air). Thus, more air participates in the combustion than would be necessary for the stoichiometric reaction of all the fuel molecules with the atmospheric oxygen.
Vorzugsweise wird als die wenigstens eine weitere Größe eine Temperatur des Abgases im Katalysator ermittelt. Die Temperatur kann hierbei gemessen werden oder aus dem Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine abgeleitet werden. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators bei den im Betrieb des Katalysators auftretenden Temperaturen mit zunehmender Temperatur zunimmt. Ist also der Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und der Temperatur des Abgases im Katalysator bekannt, so kann sehr zuverlässig festgestellt werden, ob beispielsweise eine vergleichsweise niedrige Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators auf eine Alterung desselben zurückzuführen ist oder auf eine geringe Temperatur. Dies macht das Ermitteln des Zustands des Katalysators besonders zuverlässig.Preferably, a temperature of the exhaust gas in the catalyst is determined as the at least one further variable. The temperature can be measured here or derived from the operating conditions of the internal combustion engine. This is based on the finding that the oxygen storage capacity of the catalyst increases with increasing temperature in the temperatures occurring during operation of the catalytic converter. Thus, if the relationship between the oxygen storage capacity and the temperature of the exhaust gas in the catalyst is known, it can be determined very reliably whether, for example, a comparatively low oxygen storage capacity of the catalyst is due to aging thereof or to a low temperature. This makes the determination of the state of the catalyst particularly reliable.
Alternativ, bevorzugt jedoch zusätzlich, wird als die wenigstens eine weitere Größe ein Massenstrom des Abgases ermittelt. Denn die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators hängt auch vom Abgasmassenstrom ab. Insbesondere bei höheren Temperaturen ist bei niedrigerem Abgasmassenstrom die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators höher als bei einem höheren Abgasmassenstrom und gleicher Temperatur. Auch die Berücksichtigung des Abgasmassenstroms trägt somit zur Erhöhung der Zuverlässigkeit bei der Aussage über den Zustand des Katalysators bei.Alternatively, but preferably additionally, a mass flow of the exhaust gas is determined as the at least one further variable. Because the oxygen storage capacity of the catalyst also depends on the exhaust gas mass flow. Especially at higher temperatures, the oxygen storage capacity of the catalyst is higher with a lower exhaust gas mass flow than with a higher exhaust gas mass flow and the same temperature. The consideration of the exhaust gas mass flow thus contributes to increasing the reliability in the statement about the state of the catalyst.
Vorzugsweise wird der Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators und dem Massenstrom des Abgases bei unterschiedlichen Temperaturen des Abgases ermittelt. So kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass sowohl der Massenstrom des Abgases als auch die Temperatur des Abgases im Katalysator einen Einfluss auf dessen Sauerstoffspeicherfähigkeit haben.Preferably, the relationship between the oxygen storage capacity of the catalyst and the mass flow of the exhaust gas at different temperatures of the exhaust gas is determined. Thus, the circumstance can be taken into account that both the mass flow of the exhaust gas and the temperature of the exhaust gas in the catalyst have an influence on its oxygen storage capacity.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und der wenigstens einen weiteren Größe zumindest für einen ersten Katalysator mit einem ersten Alterungszustand und für einen zweiten Katalysator mit einem zweiten, von dem ersten Alterungszustand verschiedenen Alterungszustand ermittelt wird. Hierbei wird basierend auf der anhand der Messwerte des Gehalts an Sauerstoff im Abgas bestimmten Sauerstoffspeicherfähigkeit auf einen Alterungszustand des Katalysators geschlossen. Dadurch, dass zunächst der Zusammenhang für zumindest zwei unterschiedlich stark gealterte Katalysatoren bestimmt wird, lässt sich basierend auf diesem Zusammenhang der Alterungszustand des Katalysators, dessen Zustand etwa im Rahmen einer On-Board-Diagnose beurteilt werden soll, durch Interpolation oder Extrapolation ermitteln. Es können also sehr einfach Rückschlüsse auf den Alterungszustand des zu beurteilenden Katalysators gezogen werden.It has also proven to be advantageous if the relationship between the oxygen storage capacity and the at least one further variable is determined at least for a first catalyst having a first aging state and for a second catalyst having a second aging state different from the first aging state. Hereby, an aging state of the catalytic converter is concluded on the basis of the oxygen storage capacity determined on the basis of the measured values of the oxygen content in the exhaust gas. By first determining the relationship for at least two differently aged catalysts, the aging state of the catalyst, the condition of which is to be assessed for instance in the context of an on-board diagnosis, can be determined by interpolation or extrapolation based on this relationship. It is therefore very easy to draw conclusions about the aging state of the catalyst to be assessed.
Vorzugsweise wird als der erste Katalysator ein Katalysator im Neuzustand verwendet. Als der zweite Katalysator wird vorzugsweise ein Katalysator in einem Grenzzustand verwendet. Beim Erreichen des Grenzzustands ist ein Austauschen des Katalysators vorzunehmen. Der Katalysator ist dann nämlich nicht mehr in der Lage, in ausreichendem Maße Schadstoffe aus dem Abgas zu entfernen beziehungsweise zu konvertieren. Wird der Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und der wenigstens einen weiteren Größe zum einen für den Katalysator im Neuzustand ermittelt und zum anderen für den Katalysator im Grenzzustand, so kann auf besonders zuverlässige Weise auf zwischen diesen beiden Alterungsstufen liegende, jeweilige Alterungsstufen des Katalysators rückgeschlossen werden.Preferably, as the first catalyst, a catalyst is used in a new state. As the second catalyst, a catalyst in a limit state is preferably used. When the limit state is reached, the catalyst must be replaced. The catalyst is then namely no longer able to sufficiently remove pollutants from the exhaust or convert. If the relationship between the oxygen storage capacity and the at least one further variable determined on the one hand for the catalyst when new and on the other for the catalyst in the limit state, it can be concluded in a particularly reliable manner lying between these two aging levels, respective aging stages of the catalyst.
Vorzugsweise wird der Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und der wenigstens einen weiteren Größe für zumindest einen weiteren Katalysator mit einem dritten Alterungszustand ermittelt, welcher von dem Neuzustand und dem Grenzzustand verschieden ist. Durch derartige Zwischenwerte wird das Rückschließen auf die tatsächliche Alterungsstufe des Katalysators, an dessen Eingang und Ausgang im Fahrbetrieb der Gehalt an Sauerstoff im Abgas ermittelt wird, besonders präzise.Preferably, the relationship between the oxygen storage capacity and the at least one further quantity is determined for at least one further catalyst having a third state of aging which is different from the new state and the limit state. By such intermediate values, the inference to the actual aging stage of the catalyst, at the input and output of which during driving the content of oxygen in the exhaust gas is determined, is particularly precise.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Warneinrichtung betätigt wird, welche einem Nutzer des Kraftfahrzeugs einen bevorstehenden Defekt des Katalysators kommuniziert. Beispielsweise kann in dem Kraftfahrzeug, welches mit dem Katalysator ausgestattet ist, eine Warnleuchte den Nutzer, insbesondere den Fahrer, auf den bevorstehenden Defekt des Katalysators hinweisen. Zusätzlich oder alternativ kann eine entsprechende Nachricht auf einer Anzeige des Kraftfahrzeugs dargestellt und/oder eine akustische Warnmeldung von der Warneinrichtung ausgegeben werden. Der Nutzer kann so rechtzeitig informiert werden, dass ein Defekt des Katalysators bevorsteht. So kann der Nutzer rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen lassen wie etwa eine Überprüfung, eine Wartung oder einen Austausch des Katalysators.Finally, it has proven to be advantageous if a warning device is actuated which communicates an imminent defect of the catalytic converter to a user of the motor vehicle. For example, in the motor vehicle equipped with the catalytic converter, a warning light can alert the user, in particular the driver, to the impending failure of the catalytic converter. Additionally or alternatively, a corresponding message can be displayed on a display of the motor vehicle and / or an acoustic warning message can be output by the warning device. The user can be informed in time so that a defect of the catalyst is imminent. This allows the user to take countermeasures in good time, such as checking, maintaining or replacing the catalytic converter.
Die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Katalysator, welcher stromabwärts einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung umfasst einen ersten Sensor zum Erfassen eines Gehalts an Sauerstoff im Abgas stromaufwärts des Katalysators und einen zweiten Sensor zum Erfassen eines Gehalts an Sauerstoff im Abgas stromabwärts des Katalysators. Eine Steuerungseinrichtung der Abgasnachbehandlungseinrichtung ist zum Ermitteln eines Zustands des Katalysators ausgebildet. Des Weiteren ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, ein Verändern von Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu bewirken. Bei dem Verändern der Betriebsbedingungen wird im Anschluss an einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Betrieb mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt. Die Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, basierend auf von den Sensoren erfassten Messwerten des Gehalts an Sauerstoff im Abgas eine Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators zu bestimmen. In einer Speichereinrichtung der Abgasnachbehandlungseinrichtung sind Datenwerte abgelegt, welche einen Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und wenigstens einer das Abgas betreffenden Größe angeben. Die Steuerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, basierend auf dem Zusammenhang den Zustand des Katalysators zu ermitteln. Folglich lässt sich mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung das erfindungsgemäße Verfahren durchführen. Dementsprechend ermöglicht die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine zuverlässigere Aussage über den Zustand des Katalysators.The exhaust gas aftertreatment device according to the invention for a motor vehicle comprises a catalytic converter, which is arranged downstream of an internal combustion engine of the motor vehicle. The exhaust aftertreatment device comprises a first sensor for detecting a content of oxygen in the exhaust gas upstream of the catalyst and a second sensor for detecting a content of oxygen in the exhaust gas downstream of the catalyst. A control device of the exhaust gas aftertreatment device is designed to determine a state of the catalytic converter. Furthermore, the control device is designed to effect a change of operating conditions of the internal combustion engine of the motor vehicle. In changing the operating conditions, an operation with a lean air-fuel mixture is set subsequent to an operation of the internal combustion engine with a rich air-fuel mixture. The control device is designed to determine an oxygen storage capacity of the catalytic converter based on measured values of the content of oxygen in the exhaust gas detected by the sensors. In a memory device of the exhaust gas aftertreatment device, data values are stored which indicate a relationship between the oxygen storage capacity and at least one variable concerning the exhaust gas. The control device is designed to determine the state of the catalyst based on the context. Consequently, the inventive method can be carried out by means of the exhaust gas aftertreatment device. Accordingly, the exhaust aftertreatment device allows a more reliable statement about the state of the catalyst.
Die Datenwerte können insbesondere in Form wenigstens einer Kennlinie beziehungsweise in Form eines Kennfelds in der Speichereinrichtung abgelegt sein. Die Speichereinrichtung kann insbesondere als Datenspeicher der Steuerungseinrichtung ausgebildet sein.The data values can be stored in the memory device, in particular in the form of at least one characteristic curve or in the form of a characteristic diagram. The memory device can be designed in particular as a data memory of the control device.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the exhaust aftertreatment device according to the invention and vice versa.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine, in deren Abgasstrang ein Katalysator angeordnet ist, wobei ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs dazu ausgebildet ist, anhand von Messwerten einer Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators einen Zustands des Katalysators zu ermitteln; -
2 einen Graphen, in welchem Kurven schematisch einen Zusammenhang zwischen der Sauerstoffspeicherfähigkeit und einer Temperatur eines Katalysators für einen ersten Katalysator und einen zweiten, stärker gealterten Katalysator angeben; und -
3 einen Graphen, in welchem Kurven schematisch den Einfluss der Temperatur und des Abgasmassenstroms auf die Sauerstoffspeicherfähigkeit eines Katalysators angeben.
-
1 schematically a motor vehicle with an internal combustion engine, in the exhaust gas line of a catalyst is arranged, wherein a control device of the motor vehicle is adapted to determine a state of the catalyst based on measured values of an oxygen storage capacity of the catalyst; -
2 a graph in which curves indicate schematically a relationship between the oxygen storage capacity and a temperature of a catalyst for a first catalyst and a second, more aged catalyst; and -
3 a graph in which curves indicate schematically the influence of temperature and the exhaust gas mass flow on the oxygen storage capacity of a catalyst.
In
Vorliegend überwacht eine Steuerungseinrichtung etwa in Form eines Steuergeräts
Eine entsprechende Veränderung der Zusammensetzung des von der Verbrennungskraftmaschine
Der erhöhte Sauerstoffgehalt im Abgas stromaufwärts des Katalysators
Um den Zustand, insbesondere den Alterungszustand, des Katalysators
Vorliegend erfolgt die Überwachung der Funktion des Katalysators
Die Abhängigkeit der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators
Beide Katalysatoren werden bevorzugt derart betrieben, dass die Katalysatoren zunächst bei einem hohen Abgasmassenstrom von beispielsweise etwa 115 Kilogramm pro Stunde aufgeheizt werden. Dann wird ein beispielsweise auf etwa 50 Kilogramm pro Stunde verringerter Massenstrom durch die Katalysatoren eingestellt. Bei diesem konstanten Abgasmassenstrom werden über eine vorbestimmte Zeitspanne hinweg jeweilige Messungen der Sauerstoffspeicherfähigkeit des jeweiligen Katalysators durchgeführt. Aufgrund des geringeren Massenstroms kühlen sowohl der weniger stark gealterte Katalysator (Kurve
Es ist ersichtlich, dass bei einer jeweiligen Temperatur die Sauerstoffspeicherfähigkeit des weniger stark gealterten, durch die Kurve
Für die Katalysatoren, anhand welcher die Kurven
Bevorzugt werden zum Ermitteln der in dem Speicher
Die Datenwerte für die Kennlinien und Kennfelder, welche die Abhängigkeit der Sauerstoffspeicherfähigkeit von der Temperatur beschreiben, können insbesondere an einem Prüfstand ermittelt werden. Die entsprechenden, durch die Datenwerte beschreibbaren Zusammenhänge werden jedoch auf den in dem Kraftfahrzeug
In einem weiteren, in
Derselbe Katalysator wird anschließend wieder mit einem erhöhten Abgasmassenstrom, beispielsweise mit einem Abgasmassenstrom zwischen etwa 115 Kilogramm pro Stunde bis etwa 120 Kilogramm pro Stunde beaufschlagt. Dementsprechend steigt die Temperatur in dem Katalysator wieder an. Dies ist in
Datenwerte, welche die entsprechenden Abhängigkeiten der Sauerstoffspeicherfähigkeit von Katalysatoren mit mindestens zwei verschiedenen Alterungsstufen bei unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Abgasmassenströmen angeben, werden vorliegend in dem Speicher
Zudem kann nicht nur eine Aussage darüber getroffen werden, ob der Katalysator
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 33
- Abgasstrangexhaust gas line
- 44
- Katalysatorcatalyst
- 55
- Steuergerätcontrol unit
- 66
- Lambdasondelambda probe
- 77
- Lambdasondelambda probe
- 88th
- Temperatursensortemperature sensor
- 99
- Ordinateordinate
- 1010
- Abszisseabscissa
- 1111
- KurveCurve
- 1212
- KurveCurve
- 1313
- Pfeilarrow
- 1414
- SpeicherStorage
- 1515
- KurveCurve
- 1616
- Pfeilarrow
- 1717
- Pfeilarrow
- 1818
- KurveCurve
- 1919
- Warneinrichtungwarning device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013010562 A1 [0003, 0004]DE 102013010562 A1 [0003, 0004]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017219185.6A DE102017219185A1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | A method of determining a condition of a catalyst and exhaust aftertreatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017219185.6A DE102017219185A1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | A method of determining a condition of a catalyst and exhaust aftertreatment device |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102017219185A1 true DE102017219185A1 (en) | 2019-05-02 |
Family
ID=66137743
Family Applications (1)
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DE102017219185.6A Pending DE102017219185A1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | A method of determining a condition of a catalyst and exhaust aftertreatment device |
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Citations (3)
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DE102013010562A1 (en) | 2013-06-25 | 2015-01-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining a HC conversion capability of a catalytic converter, diagnostic device configured for carrying out the method and motor vehicle with such a device |
-
2017
- 2017-10-26 DE DE102017219185.6A patent/DE102017219185A1/en active Pending
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DE102013010562A1 (en) | 2013-06-25 | 2015-01-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining a HC conversion capability of a catalytic converter, diagnostic device configured for carrying out the method and motor vehicle with such a device |
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