EP3215725A1 - Method for determining a soot load on a particulate filter provided with a selectively catalytic coating - Google Patents
Method for determining a soot load on a particulate filter provided with a selectively catalytic coatingInfo
- Publication number
- EP3215725A1 EP3215725A1 EP15786870.4A EP15786870A EP3215725A1 EP 3215725 A1 EP3215725 A1 EP 3215725A1 EP 15786870 A EP15786870 A EP 15786870A EP 3215725 A1 EP3215725 A1 EP 3215725A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- particulate filter
- nitrogen oxide
- exhaust gas
- determined
- soot
- 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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust 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
- F01N3/033—Exhaust 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
- F01N3/035—Exhaust 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/04—Filtering activity of particulate filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
- F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
- F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1606—Particle filter loading or soot amount
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
- F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
- F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
- F01N2900/1621—Catalyst conversion efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Definitions
- the invention relates to a method for determining a soot loading of a particle filter provided with a selectively catalytic coating.
- Soot loading of the particulate filter to determine as accurately as possible It turns out that too frequent triggering of a regeneration leads to an increased aging of the applied on the filter catalytic coating and in addition has a higher carbon dioxide and pollutant emission of the internal combustion engine result. On the other hand, if the regeneration is initiated too late, very high temperature gradients can occur within the particle filter, which can lead to its mechanical damage.
- European Patent Application EP 2 749 745 A1 discloses a method for determining a soot charge of a particle filter provided with a selectively catalytic coating, in which two different determination methods are combined with one another. On the one hand, a soot emission model or loading model used, which depending on various motor parameters a
- a further model is used which calculates the soot load by measuring a differential pressure in the exhaust gas flow dropping across the particulate filter (differential pressure model).
- Deviations between the calculated by the two models soot load values for the particulate filter can come. Overall, this results in a premature regeneration of the particulate filter without it actually being necessary at the time it appears indexed according to one of the models.
- the invention has for its object to provide a method which does not have the disadvantages mentioned.
- the object is achieved in particular by a method for determining a
- Soot loading of a provided with a selectively catalytic coating particulate filter namely a particulate filter with a coating which acts selectively catalytically for the reduction of nitrogen oxides, is provided with the following steps: It is determined - especially momentary - nitrogen oxide conversion at the particulate filter, and it is from the certain nitrogen oxide conversion determined - especially momentary - soot loading of the particulate filter. In particular, the soot loading of the particulate filter is determined as a function of the determined nitrogen oxide conversion.
- Nitrogen oxide conversion can also be determined by averaging individual within a predetermined time interval of for example a few seconds to a few minutes
- Nitrogen conversion values are determined.
- a selective catalytic coating particle filter by the spatial combination of the selective catalytic reduction function on the one hand and the particle filter function on the other hand interactions between the soot load of the filter and the nitrogen oxide in the filter wall. Based on this dependence, it is possible to infer from the nitrogen oxide conversion on the soot load of the particulate filter.
- This method has very high accuracy at least in certain operating ranges and is therefore suitable for determining a highly accurate soot load, which can then be used as the basis for deciding on a regeneration measure without fear of premature regeneration.
- this can also be combined with at least one further determination of the soot load on the basis of at least one further model, this being the case here
- very accurate method can be used in particular to correct a determined based on the further model soot loading, or to correct or adapt the other model itself.
- the method is preferably carried out in an exhaust system of an internal combustion engine, wherein the exhaust system is preferably an oxidation catalyst,
- DOC diesel oxidation catalyst
- NNK nitrogen oxide storage catalyst
- an exhaust gas recirculation device is additionally used.
- a multi-way exhaust gas recirculation device is used, which is a
- the soot loading from the determined nitrogen oxide is determined by the specific nitrogen oxide is compared with a - preferably stored in a map - nitrogen oxide conversion, which has the provided with the selectively catalytic compound particulate filter, if he is not laden with soot, for example when new or after a complete regeneration.
- a map - nitrogen oxide conversion which has the provided with the selectively catalytic compound particulate filter
- An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the soot load is determined with the procedure described here, if a - in particular instantaneous - exhaust gas temperature, which is preferably measured by means disposed in the exhaust line upstream of the particulate filter temperature sensor - greater than or equal a predetermined minimum temperature and less than or equal to a predetermined maximum temperature. It has been shown that a clear and in particular clearly evaluable relationship between the nitrogen oxide conversion and the soot load of the particulate filter is given in particular in a certain temperature range for the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter. Therefore, the method can be performed with particularly high accuracy in this temperature range.
- the minimum temperature is preferably from at least 175 ° C to at most 210 ° C.
- the maximum temperature is preferably from at least 240 ° C to at most 280 ° C.
- the soot loading is preferably determined when the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter is from at least 150 ° C to at most 300 ° C, preferably from at least 175 ° C to at most 280 ° C, preferably from at least 175 ° C to at most 240 ° C, preferably from at least 210 ° C, to at most 280 ° C, preferably from at least 210 ° C to at most 240 ° C, is.
- the temperature ranges mentioned here represent particularly suitable ranges for a highly accurate determination of the soot load on the basis of the determined nitrogen oxide conversion.
- the minimum temperature and / or the maximum temperature can preferably be specified variably in a control unit of an internal combustion engine.
- a - especially momentary - ratio of nitrogen dioxide concentration to a total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas which is the sum of the nitrogen dioxide concentration and a nitric oxide concentration (NO) is used upstream of the particulate filter.
- An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading is determined when the ratio of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter is greater than a predetermined minimum value.
- a predetermined minimum value is from at least 10% to at most 50%, preferably from at least 20% to at most 40%, and particularly preferably from at least 30% to at most 50%. In these areas is a highly accurate evaluation of the soot load depending on the particular
- an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the nitrogen oxide conversion at the particle filter is determined by means of nitrogen oxide sensors arranged upstream and downstream of the particle filter.
- Such sensors are preferably already provided in the exhaust system, so that it requires no additional, expensive elements for the implementation of the method. The method is therefore very inexpensive feasible.
- the nitrogen oxide conversion at the particulate filter can be determined very accurately using the sensors provided upstream and downstream thereof. In this case, preferably a differential measurement of the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is carried out between the measuring point upstream and the measuring point downstream of the particle filter. The nitrogen oxide conversion can be determined very easily and very accurately at the same time.
- a nitrogen oxide sensor arranged downstream of the particulate filter can also be arranged downstream of an additional SCR catalytic converter provided downstream of the particulate filter and without a particulate filter function.
- An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the ratio of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter based on the - in particular momentary - exhaust gas temperature upstream of the particulate filter or upstream of - in particular upstream of the particulate filter arranged - oxidation catalyst , an exhaust gas mass flow over the oxidation catalyst, and / or an aging state of the oxidation catalyst is determined.
- the ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide is particularly preferably read from a characteristic field as a function of at least one of the parameters mentioned. This is particularly preferably deposited in a control unit of the internal combustion engine which has the exhaust gas line in which the method is carried out.
- a characteristic field as a function of at least one of the parameters mentioned.
- Ratio in particular, the said parameters together allow a very accurate determination of the ratio, so that they are suitable to open a map for the ratio.
- An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading is compared by comparing the determined nitrogen oxide conversion with a predetermined nitrogen oxide conversion of the unloaded particulate filter, ie without soot loading.
- the method performed in this way achieves a particularly high accuracy, which has already been described in detail above.
- the predetermined nitrogen oxide conversion of the unloaded particulate filter is preferably in
- the predetermined nitrogen oxide conversion is read out as a function of at least one of the parameters mentioned here from a characteristic map stored in particular in a control device for the internal combustion engine.
- a characteristic map stored in particular in a control device for the internal combustion engine.
- Each of the parameters mentioned here is already characteristic of the predetermined nitrogen oxide conversion.
- the parameters mentioned here in combination with each other are characteristic of the predetermined nitrogen oxide conversion, so that they are particularly suitable for building up a characteristic diagram for the predetermined nitrogen oxide conversion.
- the nitrogen oxide conversion of the non-carbon black is preferred
- Particle filter as a function of the exhaust gas mass flow through the particulate filter, the Temperature upstream of the particulate filter, the nitrogen dioxide to nitrogen oxide ratio before the particulate filter, the reducing agent loading of the particulate filter and the
- the reducing agent loading of the particulate filter is preferably determined using a suitable model, in particular calculated.
- At least one of the aging states of the oxidation catalyst and / or the particulate filter are preferably determined as an aging factor, in particular depending on the factors temperature over time.
- a temperature-time integral can be formed for at least one of the abovementioned exhaust-gas treatment elements, from which an aging state is then determined.
- An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading of the particulate filter in addition to the previously described procedure in the context of the method by means of a loading model and further additionally with reference to a falling over the particulate filter
- Differential pressure - in particular via a differential pressure model - is determined.
- soot load available that can be used mutually to correct the determined soot load and so in combination with each other a particularly high accuracy of the determination of the
- soot loading Preferably, regeneration of the particulate filter is performed when one of the detection methods returns soot loading as a result that reaches or exceeds a predetermined maximum soot loading value.
- soot loading it can be ensured that the particulate filter is always regenerated, if this is indicated.
- An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading is determined on the basis of the nitrogen oxide conversion, if a first loading value determined on the basis of the loading model for the
- the second load value for the soot load have a difference that reaches or exceeds a predetermined differential limit.
- the very precise method described here for determining the soot loading via the determined nitrogen oxide conversion is thus preferably used when the other two determination methods yield strongly differing results, this being an indication that at least one of the determination methods currently does not provide reliable load values.
- the soot loading determined on the basis of the nitrogen oxide conversion is preferably used to correct the first and / or the second load value, and / or to correct the load values
- soot loading determined by means of the process from the nitrogen oxide conversion - at least in certain operating ranges - represents the most accurately determinable soot load. This can therefore be used in a particularly favorable manner for the correction of the load values determined elsewhere and / or the determination method for determining these load values. It is possible that a regeneration of the particulate filter is postponed, although this is indicated by one of the models, namely, if the method according to which the soot loading is determined based on the specific nitrogen oxide conversion, does not indicate regeneration. In this case, rather, the one
- Regeneration indexing determination method and / or the determined using this determination method load value using the determined by the method described here loading value corrected.
- an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that by controlling an exhaust gas recirculation device and / or by means of active heating of an oxidation catalyst targeted conditions are set, under which the soot loading of the particulate filter from the determined nitrogen oxide conversion can be determined.
- an exhaust gas recirculation device is used which has a high-pressure exhaust gas return path and a low-pressure exhaust gas recirculation path.
- a strategy for controlling the exhaust gas recirculation device can then be adjusted as needed so that the exhaust gas recirculation takes place completely via the high pressure exhaust gas recirculation path, whereby the best possible formation of nitrogen dioxide is achieved at the oxidation catalyst.
- a desired temperature range for the exhaust gas temperature can be adjusted in a targeted manner by a change in an overall exhaust gas recirculation rate and / or by active heating of the oxidation catalytic converter, in particular by means of an electrical heating device.
- the targeted setting of such favorable conditions is preferably carried out in particular when the other two methods of determination, that is to say in particular the loading model and the differential pressure model, have greatly different load values return, wherein a difference between the load values preferably reaches or exceeds a predetermined differential limit.
- the invention also includes a control device for an internal combustion engine, which is set up to carry out a preferred embodiment of the method. It is possible that the control unit is the engine control unit (ECU) of the internal combustion engine. Alternatively, it is also possible that a separate control unit is provided for carrying out the method.
- ECU engine control unit
- the method is implemented directly in an electronic structure, in particular a hardware, of the control device.
- a computer program product is preferably loaded into the control unit, which comprises steps on the basis of which an embodiment of the method is carried out when the computer program product is running on the control unit.
- the invention also includes an internal combustion engine which is set up to carry out an embodiment of the method, and / or which has a control unit which is set up to carry out the method.
- the internal combustion engine is in particular assigned an exhaust gas line with at least one of the exhaust gas aftertreatment elements described in the context of the method.
- the invention finally also includes a motor vehicle having an internal combustion engine according to one of the previously described embodiments.
- the motor vehicle is preferably designed as a passenger car, as a truck or as a commercial vehicle.
- FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine together with exhaust gas line, for which an embodiment of the method for determining a soot load can be carried out;
- Fig. 2 is a schematic representation of the relationship between the
- Fig. 3 is a schematic representation of the relationship between the
- Nitrogen oxide conversion and soot loading as a function of a ratio of a nitrogen dioxide concentration to a total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter
- Fig. 4 is a schematic representation of an embodiment of the method.
- Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of a
- the exhaust gas line 3 has a particle filter 5 provided with a selectively catalytic coating, which is set up in order, on the one hand, to filter soot particles from the exhaust gas flow of the internal combustion engine 1 and, on the other hand, to selectively reduce catalytic nitrogen oxides present in the exhaust gas.
- a particulate filter 5 is also commonly referred to as SDPF.
- an SCR catalyst 7 is additionally arranged in the embodiment shown here, which is also adapted for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, but it has no particulate filter function.
- a metering device 9 for a reducing agent is arranged, which can be metered into the exhaust gas flow by means of the metering device 9, where it is then reacted with the nitrogen oxides on the selectively catalytic coating of the particle filter 5 and the SCR catalyst 7, whereby the nitrogen oxides reduced to nitrogen.
- a urea-water solution is preferably injected into the exhaust gas stream via the metering device 9, the urea reacting with the hot exhaust gas and decomposing to form ammonia, which then acts as the actual reducing agent in the particle filter 5 and preferably in the SCR catalyst 7 acts.
- a first nitrogen oxide sensor 11 is arranged upstream of the metering device 9, with a second nitrogen oxide sensor immediately downstream of the particle filter 5 -in particular between the particle filter 5 and the SCR catalytic converter 7 13 is arranged.
- the second nitrogen oxide sensor 13 may also be arranged downstream of the SCR catalytic converter 7.
- Nitrogen oxide conversion on the particle filter 5 determinable.
- an oxidation catalytic converter 15 is arranged upstream of the particle filter 5 and in particular also upstream of the metering device 9. Instead of the oxidation catalyst 15 or in addition to the
- Oxidation catalyst 15 it is possible that upstream of the particulate filter 5 and in particular upstream of the metering device 9, a nitrogen oxide storage catalyst (NSK) is arranged.
- NNK nitrogen oxide storage catalyst
- the oxidation catalytic converter 15 has a heating device 17, which is preferably designed as an electrical heating device.
- the internal combustion engine 1 also has a charge air line 19, via which charge air can be supplied.
- a compressor 21 is arranged in the charge air line, which is drivable by a arranged in the exhaust line 3 turbine 23. It is insofar realized a turbocharger device in the embodiment shown here.
- the illustrated embodiment also has an exhaust gas recirculation device 25, which here has a high-pressure exhaust gas recirculation path 27 and a low-pressure exhaust gas recirculation line 29.
- the high-pressure exhaust gas recirculation path 27 branches off the high-pressure region of the exhaust line 3 upstream of the turbine 23, wherein it opens into the high-pressure region of the charge air line 19 downstream of the compressor 21.
- the low-pressure exhaust gas recirculation line 29 branches off downstream of the SCR catalytic converter 7 from the low-pressure region of the exhaust line 3 and flows upstream of the compressor 21 into the low-pressure region of the charge air line 19.
- the heating device 17 is preferably selectively controlled in order to bring the exhaust gas temperature into a range in which the method can be carried out with high accuracy.
- the exhaust gas recirculation device 25 is preferably also controlled in such a way that conditions are created in which the method can be carried out with high accuracy. In this case, provision is made in particular for the total recirculation of the exhaust gas to be switched over to the high-pressure exhaust gas recirculation path 27, so that the highest possible formation of nitrogen dioxide on the oxidation catalytic converter 15 is achieved.
- a total exhaust gas recirculation rate to be influenced in a targeted manner in order to reduce the exhaust gas Temperature - in addition to or as an alternative to the control of the heater 17, is brought into a range in which the method is particularly efficient and feasible with high accuracy.
- a temperature sensor not shown in FIG. 1, is preferably provided, with which the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter 5 can be detected.
- Figure 2 shows a schematic, diagrammatic representation of a dependence of the nitrogen oxide conversion U (NO x ) - plotted against the exhaust gas temperature T upstream of the particulate filter 5 - of the soot loading of the particulate filter 5. It is with a solid curve 31 of the nitrogen oxide conversion at the particulate filter 5 at a the first, higher soot load of the particulate filter 5 is shown, wherein the nitrogen oxide conversion is applied to the particulate filter 5 at a second, lower soot loading against the temperature of the exhaust gas before the particulate filter 5 with a second, dashed curve 33. It is also indicated in FIG.
- Figure 3 shows schematically and diagrammatically the dependence of the nitrogen oxide conversion U (NOx) - plotted against the temperature T of the exhaust gas upstream of the
- a first curve pair 35 is shown in the diagram of Figure 3, which represents nitrogen oxide sales at a first, higher ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas.
- a first curve 37 which is shown in solid lines, shows the temperature dependence of the nitrogen oxide conversion for a first, higher soot load of the particulate filter 5, wherein a second dash-dotted curve 39 this curve for a second, lower
- Soot loading of the particulate filter 5 shows.
- a second pair of curves 39 is shown correspondingly for a second, lower ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas.
- This second pair of curves 39 has a third curve 41, shown in dashed lines which represents the nitrogen oxide conversion as a function of the temperature for the first, larger soot load of the particulate filter 5, wherein the second pair of curves 39 has a fourth, dotted curve 43 which the nitrogen oxide conversion as a function of the temperature for the second, lower soot loading of Particulate filter 5 represents.
- the curve pairs 35, 39 are based on the identical first and second soot loadings.
- the method can be carried out with particularly high accuracy with a comparatively high ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide, in particular if a predetermined minimum value for the ratio is exceeded. This is between at least 10% to at most 50%, preferably between at least 20% to at most 40% and more preferably between at least 30% to at most 50%.
- Figure 4 shows a schematic representation of an embodiment of the method in the manner of a flow chart.
- the instantaneous nitrogen oxide conversion 45 at the particle filter 5 is preferably determined by means of the nitrogen oxide sensors 11, 13. From a map 47 is the reference value of the load-free nitrogen oxide 49, which the particulate filter 5 has when it is not loaded with soot, so either new or completely regenerated has.
- the map 47 is spanned by an aging factor 51 for the particulate filter 5, the ratio 53 of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration upstream of the particulate filter 5 in the exhaust gas, the temperature 55 upstream of the particulate filter 5 in the exhaust gas, an exhaust gas mass flow 57 via the particulate filter 5, and a Reducing agent loading 59, in particular an ammonia loading of the particulate filter. 5
- the load-free nitrogen oxide conversion 49 is read in dependence on the parameters shown on the left of the map 47.
- the aging factor 51 and the nitrogen dioxide concentration ratio 53 are the same.
- the temperature 55 is preferably given in ° C, the exhaust gas mass flow 57 preferably in kg / h, and the reducing agent loading 59 preferably in g.
- the aging factor 51 is preferably determined as a function of the temperature and time factors, in particular as a temperature-time integral.
- the ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas is preferably determined based on the temperature of the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst 15 or the temperature upstream of the particulate filter 5, the exhaust gas mass flow over the oxidation catalyst, and the aging state of the oxidation catalyst 15 - also from a map not shown here.
- the reducing agent loading 59 preferably results from a model calculation.
- a difference 62 between the instantaneous nitrogen oxide conversion 45 and the charge-free nitrogen oxide conversion 49 is now preferably formed.
- This difference 62 enters into a determination element 63, into which, in addition, the ratio 53 of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration preferably enters. From this ratio 53 and the difference 62 determined in the difference 62, the current soot load 65 of the
- Particulate filter 5 is calculated. This represents a very accurate value for the soot loading of the particulate filter 5, in particular in the optimum temperature range for the method and at a predetermined minimum value ratio 53. In this case, it is possible to correct this value for correcting other determination methods, in particular a soot loading model and / or a differential pressure model, to use.
- Regeneration interval of the particulate filter 5 extends, resulting in a saving of fuel and a reduced thermal load of the catalytic coating of the
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
The invention relates to a method for determining a soot load (65) on a particulate filter (5) provided with a selectively catalytic coating, said method comprising the following steps: determining a nitrogen oxide conversion (45) on the particulate filter (5); and determining a soot load (65) on the particulate filter (5) from the determined nitrogen oxide conversion (45).
Description
Verfahren zum Ermitteln einer Rußbeladung eines mit einer selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilters A method of determining soot loading of a particulate filter provided with a selectively catalytic coating
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Rußbeladung eines mit einer selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilters. The invention relates to a method for determining a soot loading of a particle filter provided with a selectively catalytic coating.
Gemäß aktueller und zukünftiger Emissionsrichtlinien sind deutliche Begrenzungen für Emissionen von Brennkraftmaschinen vor allem in Hinblick auf Kohlenwasserstoff-, Kohlenmonoxid-, Stickoxid- und Partikelemissionen vorgesehen. Aufgrund der According to current and future emission guidelines, clear limits are provided for emissions from internal combustion engines, especially with regard to hydrocarbon, carbon monoxide, nitrogen oxide and particulate emissions. Due to the
zunehmenden Kraftstoffverbrauchseinsparungen beim Betrieb von Brennkraftmaschinen fallen Abgastemperaturen, welche für die katalytische Abgasnachbehandlung zur Verfügung stehen, immer weiter ab. Aus diesem Grund spielen motornahe SCR-Systeme (Selective Catalytic Reduction - SCR), welche einen motornah angeordneten Partikelfilter mit integrierter selektiv katalytischer Beschichtung beziehungsweise SCR-Beschichtung aufweisen (SDPF), bei zukünftigen Abgasnachbehandlungskonzepten eine immer wichtigere Rolle, um den gestiegenen Anforderungen begegnen zu können. Dabei ist für die Betriebsstrategie eines solchen Abgasnachbehandlungssystems wichtig, die Increasing fuel economy savings in the operation of internal combustion engines, exhaust gas temperatures, which are available for the catalytic exhaust aftertreatment, continue from. For this reason, close-coupled SCR (Selective Catalytic Reduction) systems (SCR) featuring a particle filter with integrated selective catalytic coating or SCR coating close to the engine (SDPF) are playing an increasingly important role in future exhaust aftertreatment concepts in order to meet the increased requirements , It is important for the operating strategy of such an exhaust aftertreatment system, the
Rußbeladung des Partikelfilters möglichst genau ermitteln zu können. Es zeigt sich nämlich, dass ein zu häufiges Auslösen einer Regeneration zu einer verstärkten Alterung der auf dem Filter aufgebrachten katalytischen Beschichtung führt und zusätzlich eine höhere Kohlendioxid- und Schadstoffemission der Brennkraftmaschine zur Folge hat. Bei einer zu späten Einleitung der Regeneration kann es dagegen zu sehr hohen Temperaturgradienten innerhalb des Partikelfilters kommen, was zu dessen mechanischen Beschädigung führen kann. Soot loading of the particulate filter to determine as accurately as possible. It turns out that too frequent triggering of a regeneration leads to an increased aging of the applied on the filter catalytic coating and in addition has a higher carbon dioxide and pollutant emission of the internal combustion engine result. On the other hand, if the regeneration is initiated too late, very high temperature gradients can occur within the particle filter, which can lead to its mechanical damage.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 749 745 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Rußbeladung eines mit einer selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilters bekannt, bei welchem zwei verschiedene Ermittlungsmethoden miteinander kombiniert werden. Zum einen wird ein Rußrohemissionsmodell oder Beladungsmodell
verwendet, welches in Abhängigkeit verschiedener motorischer Parameter eine European Patent Application EP 2 749 745 A1 discloses a method for determining a soot charge of a particle filter provided with a selectively catalytic coating, in which two different determination methods are combined with one another. On the one hand, a soot emission model or loading model used, which depending on various motor parameters a
Rußemission berechnet, sowie die im Partikelfilter abgeschiedene und die durch den kontinuierlichen Rußabbrand mit Stickstoffdioxid (N02) abgebaute Masse bestimmt. Es wird ein weiteres Modell eingesetzt, welches die Rußbeladung über die Messung eines über den Partikelfilter abfallenden Differenzdrucks in der Abgasströmung berechnet (Differenzdruckmodell). Soot emission calculated as well as deposited in the particulate filter and determined by the continuous Rußabbrand with nitrogen dioxide (N0 2 ) degraded mass. A further model is used which calculates the soot load by measuring a differential pressure in the exhaust gas flow dropping across the particulate filter (differential pressure model).
Nachteilig hieran ist, dass die Regeneration des Partikelfilters aus Sicherheitsgründen - insbesondere aus Gründen des Bauteilschutzes - stets dann ausgelöst wird, wenn eines der beiden Modelle eine maximal zulässige, im Steuergerät der Brennkraftmaschine hinterlegte Beladungsgrenze erreicht. Dabei zeigt sich, dass die Bestimmung der Rußbeladung aus dem Differenzdruck vor allem nach einer nicht vollständig abgelaufenen Regeneration, welche auch als Teilregeneration bezeichnet wird, sehr ungenau ist. Das Rußrohemissionsmodell zeigt seinerseits je nach Betriebspunkt der Brennkraftmaschine sehr starke Schwankungen in der Genauigkeit, sodass es letztlich zu starken The disadvantage of this is that the regeneration of the particulate filter for safety reasons - always for reasons of component protection - is always triggered when one of the two models reaches a maximum allowable deposited in the control unit of the internal combustion engine load limit. It shows that the determination of the soot load from the differential pressure is very inaccurate, especially after a regeneration that has not been completed, which is also called partial regeneration. The soot emission model, for its part, shows very great fluctuations in accuracy depending on the operating point of the internal combustion engine, so that ultimately it becomes too powerful
Abweichungen zwischen den mittels der beiden Modelle berechneten Rußbeladungswerten für den Partikelfilter kommen kann. Insgesamt hat dies zur Folge, dass es zu einer verfrühten Regeneration des Partikelfilters kommen kann, ohne dass diese zu dem Zeitpunkt, an dem sie gemäß einem der Modelle indiziert erscheint, tatsächlich nötig ist. Deviations between the calculated by the two models soot load values for the particulate filter can come. Overall, this results in a premature regeneration of the particulate filter without it actually being necessary at the time it appears indexed according to one of the models.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. The invention has for its object to provide a method which does not have the disadvantages mentioned.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object is achieved by providing a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Ermitteln einer The object is achieved in particular by a method for determining a
Rußbeladung eines mit einer selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilters, nämlich eines Partikelfilters mit einer Beschichtung, die selektiv katalytisch zur Reduktion von Stickstoffoxiden wirkt, mit folgenden Schritten geschaffen wird: Es wird ein - insbesondere momentaner - Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter bestimmt, und es wird aus dem bestimmten Stickoxidumsatz eine - insbesondere momentane - Rußbeladung des Partikelfilters ermittelt. Insbesondere wird die Rußbeladung des Partikelfilters in Abhängigkeit von dem bestimmten Stickoxidumsatz ermittelt. Der Soot loading of a provided with a selectively catalytic coating particulate filter, namely a particulate filter with a coating which acts selectively catalytically for the reduction of nitrogen oxides, is provided with the following steps: It is determined - especially momentary - nitrogen oxide conversion at the particulate filter, and it is from the certain nitrogen oxide conversion determined - especially momentary - soot loading of the particulate filter. In particular, the soot loading of the particulate filter is determined as a function of the determined nitrogen oxide conversion. Of the
Stickoxidumsatz kann auch durch Mittelwertbildung einzelner in einem vorgebbaren Zeitintervall von beispielsweise einigen Sekunden bis einigen Minuten ermittelter Nitrogen oxide conversion can also be determined by averaging individual within a predetermined time interval of for example a few seconds to a few minutes
Stickoxidumsatzwerte bestimmt werden. Insoweit hat sich gezeigt, dass sich bei einem
mit einer selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilter durch die räumliche Zusammenlegung der selektiv katalytischen Reduktionsfunktion einerseits und der Partikelfilterfunktion andererseits Wechselwirkungen zwischen der Rußbeladung des Filters und dem Stickoxidumsatz in der Filterwand ergeben. Anhand dieser Abhängigkeit ist es möglich, aus dem Stickoxidumsatz auf die Rußbeladung des Partikelfilters rückzuschließen. Dieses Verfahren weist zumindest in bestimmten Betriebsbereichen eine sehr hohe Genauigkeit auf und ist daher geeignet zur Ermittlung einer hochgenauen Rußbeladung, die dann der Entscheidung über eine Regenerationsmaßnahme zugrunde gelegt werden kann, ohne dass eine verfrühte Regeneration zu befürchten ist. Nitrogen conversion values are determined. In that regard, it has been shown that at a provided with a selective catalytic coating particle filter by the spatial combination of the selective catalytic reduction function on the one hand and the particle filter function on the other hand interactions between the soot load of the filter and the nitrogen oxide in the filter wall. Based on this dependence, it is possible to infer from the nitrogen oxide conversion on the soot load of the particulate filter. This method has very high accuracy at least in certain operating ranges and is therefore suitable for determining a highly accurate soot load, which can then be used as the basis for deciding on a regeneration measure without fear of premature regeneration.
Insbesondere kann dies auch mit wenigstens einer weiteren Ermittlung der Rußbeladung anhand wenigstens eines weiteren Modells kombiniert werden, wobei das hier In particular, this can also be combined with at least one further determination of the soot load on the basis of at least one further model, this being the case here
angesprochene, sehr genaue Verfahren insbesondere genutzt werden kann, um eine anhand des weiteren Modells ermittelte Rußbeladung zu korrigieren, oder um das weitere Modell selbst zu korrigieren oder anzupassen. addressed, very accurate method can be used in particular to correct a determined based on the further model soot loading, or to correct or adapt the other model itself.
Das Verfahren wird bevorzugt durchgeführt in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, wobei der Abgasstrang vorzugsweise einen Oxidationskatalysator, The method is preferably carried out in an exhaust system of an internal combustion engine, wherein the exhaust system is preferably an oxidation catalyst,
insbesondere einen Dieseloxidationskatalysator (DOC), und/oder einen Stickoxid- Speicherkatalysator (NSK) aufweist. In Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromabwärts des Oxidationskatalysators und/oder des Stickoxidspeicherkatalysators ist ein nachgeschaltetes System zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet, welches den die selektiv katalytische Beschichtung aufweisenden Partikelfilter aufweist. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass dieses für ein SCR-System durchgeführt wird, welches zusätzlich zu dem mit der selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilter noch einen zur selektiven katalytischen Reduktion eingerichteten Katalysator (SC R- Katalysator) ohne Partikelfilterfunktion aufweist. Dieser ist dann vorzugsweise stromabwärts des mit der selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilters angeordnet. in particular a diesel oxidation catalyst (DOC), and / or a nitrogen oxide storage catalyst (NSK). Downstream of the oxidation catalyst and / or the nitrogen oxide storage catalyst seen in the flow direction of the exhaust gas downstream of a system for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides is arranged, which has the selective catalytic coating having particle filter. In one embodiment of the method, it is possible for this to be carried out for an SCR system which, in addition to the particle filter provided with the selectively catalytic coating, also has a catalyst for selective catalytic reduction (SCR catalyst) without a particle filter function. This is then preferably arranged downstream of the particle filter provided with the selectively catalytic coating.
Vorzugsweise wird zusätzlich eine Abgasrückführeinrichtung eingesetzt. Besonders bevorzugt wird eine Mehrwege-Abgasrückführeinrichtung eingesetzt, welche eine Preferably, an exhaust gas recirculation device is additionally used. Particularly preferred is a multi-way exhaust gas recirculation device is used, which is a
Hochdruckabgasrückführstrecke und eine Niederdruckabgasrückführstrecke aufweist. Has high pressure exhaust gas recirculation line and a low pressure exhaust gas recirculation line.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Rußbeladung aus dem bestimmten Stickoxidumsatz ermittelt, indem der bestimmte Stickoxidumsatz mit einem - vorzugsweise in einem Kennfeld hinterlegten - Stickoxidumsatz verglichen wird, welchen der mit der selektiv katalytischen Verbindung versehene Partikelfilter aufweist, wenn er
nicht mit Ruß beladen ist, beispielsweise im Neuzustand oder nach einer vollständigen Regeneration. Insbesondere durch den Vergleich mit diesem Referenzwert des In a preferred embodiment of the method, the soot loading from the determined nitrogen oxide is determined by the specific nitrogen oxide is compared with a - preferably stored in a map - nitrogen oxide conversion, which has the provided with the selectively catalytic compound particulate filter, if he is not laden with soot, for example when new or after a complete regeneration. In particular, by comparison with this reference value of the
Partikelfilters ohne Rußbeladung kann die momentane Rußbeladung sehr genau bestimmt werden. Particulate filter without soot loading, the current soot load can be determined very accurately.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rußbeladung mit der hier beschriebenen Vorgehensweise ermittelt wird, wenn eine - insbesondere momentane - Abgastemperatur, die vorzugsweise mittels eines in dem Abgasstrang stromaufwärts des Partikelfilters angeordneten Temperatursensor gemessen wird - größer oder gleich einer vorbestimmten Mindesttemperatur und kleiner oder gleich einer vorbestimmten Maximaltemperatur ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass ein eindeutiger und insbesondere eindeutig auswertbarer Zusammenhang zwischen dem Stickoxidumsatz und der Rußbeladung des Partikelfilters insbesondere in einem bestimmten Temperaturbereich für die Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters gegeben ist. Daher kann das Verfahren mit besonders hoher Genauigkeit in diesem Temperaturbereich durchgeführt werden. Dabei zeigt sich, dass die Mindesttemperatur bevorzugt von mindestens 175 °C bis höchstens 210 °C beträgt. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Maximaltemperatur bevorzugt von mindestens 240 °C bis höchstens 280 °C. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Rußbeladung vorzugsweise ermittelt, wenn die Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters von mindestens 150 °C bis höchstens 300 °C, vorzugsweise von mindestens 175 °C bis höchstens 280 °C, vorzugsweise von mindestens 175 °C bis höchstens 240 °C, vorzugsweise von mindestens 210 °C, bis höchstens 280 °C, vorzugsweise von mindestens 210 °C bis höchstens 240 °C, beträgt. Die hier genannten Temperaturbereiche stellen besonders geeignete Bereiche für eine hochgenaue Ermittlung der Rußbeladung anhand des bestimmten Stickoxidumsatzes dar. Die Mindesttemperatur und/oder die Maximaltemperatur können bevorzugt variabel in einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine vorgegeben werden. An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the soot load is determined with the procedure described here, if a - in particular instantaneous - exhaust gas temperature, which is preferably measured by means disposed in the exhaust line upstream of the particulate filter temperature sensor - greater than or equal a predetermined minimum temperature and less than or equal to a predetermined maximum temperature. It has been shown that a clear and in particular clearly evaluable relationship between the nitrogen oxide conversion and the soot load of the particulate filter is given in particular in a certain temperature range for the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter. Therefore, the method can be performed with particularly high accuracy in this temperature range. It turns out that the minimum temperature is preferably from at least 175 ° C to at most 210 ° C. Alternatively or additionally, the maximum temperature is preferably from at least 240 ° C to at most 280 ° C. In a preferred embodiment of the method, the soot loading is preferably determined when the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter is from at least 150 ° C to at most 300 ° C, preferably from at least 175 ° C to at most 280 ° C, preferably from at least 175 ° C to at most 240 ° C, preferably from at least 210 ° C, to at most 280 ° C, preferably from at least 210 ° C to at most 240 ° C, is. The temperature ranges mentioned here represent particularly suitable ranges for a highly accurate determination of the soot load on the basis of the determined nitrogen oxide conversion. The minimum temperature and / or the maximum temperature can preferably be specified variably in a control unit of an internal combustion engine.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zur Ermittlung der Rußbeladung aus dem bestimmten Stickoxidumsatz ein - insbesondere momentanes - Verhältnis einer Stickstoffdioxid-Konzentration zu einer Gesamtstickoxid-Konzentration im Abgas, die sich als Summe der Stickstoffdioxid- Konzentration und einer Stickstoffmonoxid-Konzentration (NO) ergibt, stromaufwärts des Partikelfilters herangezogen wird. Es hat sich insoweit nämlich gezeigt, dass die It is also an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that for determining the soot load from the specific nitrogen oxide a - especially momentary - ratio of nitrogen dioxide concentration to a total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas, which is the sum of the nitrogen dioxide concentration and a nitric oxide concentration (NO), is used upstream of the particulate filter. It has in fact been shown that the
Abhängigkeit des Stickoxidumsatzes von der Rußbeladung selbst zusätzlich von dem Verhältnis der Stickstoffdioxid-Konzentration zu der Gesamtstickoxid-Konzentration im
Abgas abhängt. Insbesondere nimmt der Stickoxidumsatz mit steigendem Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid bei steigender Rußbeladung verstärkt zu. Eine sehr genaue Auswertung der Rußbeladung anhand des Stickoxidumsatzes kann daher durchgeführt werden, wenn das Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid im Abgas berücksichtigt wird. Dependence of the nitrogen oxide conversion on the soot load itself in addition to the ratio of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration in Exhaust gas depends. In particular, the nitrogen oxide conversion increases with increasing ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide with increasing carbon black loading. A very accurate evaluation of the soot loading on the basis of the nitrogen oxide conversion can therefore be carried out if the ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas is taken into account.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rußbeladung ermittelt wird, wenn das - insbesondere momentane - Verhältnis der Stickstoffdioxid-Konzentration zu der Gesamtstickoxid-Konzentration im Abgas stromaufwärts des Partikelfilters größer ist als ein vorbestimmter Mindestwert. Dieser kann so definiert werden, dass jedenfalls eine sehr genaue Bestimmung der Rußbeladung anhand des Stickoxidumsatzes möglich ist. Da die Empfindlichkeit des Verfahrens mit dem steigenden Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid steigt, kann so eine sehr hohe Genauigkeit über eine geeignete Definition des vorbestimmten Mindestwerts sichergestellt werden. Dabei wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher der vorbestimmte Mindestwert von mindestens 10 % bis höchstens 50 %, vorzugsweise von mindestens 20 % bis höchstens 40 %, und besonders bevorzugt von mindestens 30 % bis höchstens 50 % beträgt. In diesen Bereichen ist eine hochgenaue Auswertung der Rußbeladung in Abhängigkeit von dem bestimmten An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading is determined when the ratio of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter is greater than a predetermined minimum value. This can be defined so that in any case a very accurate determination of the soot loading based on the nitrogen oxide conversion is possible. As the sensitivity of the process increases with the increasing ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide, it is possible to ensure very high accuracy over a suitable definition of the predetermined minimum value. An embodiment of the method is preferred in which the predetermined minimum value is from at least 10% to at most 50%, preferably from at least 20% to at most 40%, and particularly preferably from at least 30% to at most 50%. In these areas is a highly accurate evaluation of the soot load depending on the particular
Stickoxidumsatz gewährleistet. Nitric oxide sales ensured.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter mittels stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters angeordneten Stickoxidsensoren bestimmt wird. Solche Sensoren sind bevorzugt ohnehin in dem Abgasstrang vorgesehen, sodass es für die Durchführung des Verfahrens keiner zusätzlichen, teuren Elemente bedarf. Das Verfahren ist daher sehr kostengünstig durchführbar. Zugleich kann der Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter mithilfe der stromaufwärts und stromabwärts derselben vorgesehenen Sensoren sehr genau bestimmt werden. Dabei wird bevorzugt eine Differenzmessung der Gesamtstickoxid-Konzentration im Abgas zwischen der Messstelle stromaufwärts und der Messstelle stromabwärts des Partikelfilters durchgeführt. Der Stickoxidumsatz kann so zugleich sehr einfach und sehr genau bestimmt werden. An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the nitrogen oxide conversion at the particle filter is determined by means of nitrogen oxide sensors arranged upstream and downstream of the particle filter. Such sensors are preferably already provided in the exhaust system, so that it requires no additional, expensive elements for the implementation of the method. The method is therefore very inexpensive feasible. At the same time, the nitrogen oxide conversion at the particulate filter can be determined very accurately using the sensors provided upstream and downstream thereof. In this case, preferably a differential measurement of the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas is carried out between the measuring point upstream and the measuring point downstream of the particle filter. The nitrogen oxide conversion can be determined very easily and very accurately at the same time.
Ein stromabwärts des Partikelfilters angeordneter Stickoxidsensor kann auch stromabwärts eines zusätzlichen, stromabwärts des Partikelfilters vorgesehenen SCR- Katalysators ohne Partikelfilterfunktion angeordnet sein.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Verhältnis der Stickstoffdioxidkonzentration zu der Gesamtstickoxid-Konzentration im Abgas stromaufwärts des Partikelfilters anhand der - insbesondere momentanen - Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters oder stromaufwärts eines - insbesondere stromaufwärts des Partikelfilters angeordneten - Oxidationskatalysators, einem Abgasmassenstrom über dem Oxidationskatalysator, und/oder einem Alterungszustand des Oxidationskatalysators, ermittelt wird. Besonders bevorzugt wird das Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid in Abhängigkeit von wenigstens einem der genannten Parameter aus einem Kennfeld ausgelesen. Dieses ist besonders bevorzugt in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine, welche den Abgasstrang, in dem das Verfahren durchgeführt wird, aufweist, hinterlegt. Jeder der hier genannten Parameter charakterisiert für sich genommen das hier angesprochene A nitrogen oxide sensor arranged downstream of the particulate filter can also be arranged downstream of an additional SCR catalytic converter provided downstream of the particulate filter and without a particulate filter function. An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the ratio of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter based on the - in particular momentary - exhaust gas temperature upstream of the particulate filter or upstream of - in particular upstream of the particulate filter arranged - oxidation catalyst , an exhaust gas mass flow over the oxidation catalyst, and / or an aging state of the oxidation catalyst is determined. The ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide is particularly preferably read from a characteristic field as a function of at least one of the parameters mentioned. This is particularly preferably deposited in a control unit of the internal combustion engine which has the exhaust gas line in which the method is carried out. Each of the parameters mentioned here alone characterizes the one mentioned here
Verhältnis, wobei insbesondere die genannten Parameter gemeinsam eine sehr genaue Bestimmung des Verhältnisses ermöglichen, sodass diese geeignet sind, ein Kennfeld für das Verhältnis aufzuspannen. Ratio, in particular, the said parameters together allow a very accurate determination of the ratio, so that they are suitable to open a map for the ratio.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rußbeladung durch Vergleichen des bestimmten Stickoxidumsatzes mit einem vorbestimmten Stickoxidumsatz des unbeladenen Partikelfilters - also ohne Rußbeladung - verglichen wird. Das so durchgeführte Verfahren erreicht eine besonders hohe Genauigkeit, was bereits oben näher ausgeführt wurde. Dabei wird der vorbestimmte Stickoxidumsatz des unbeladenen Partikelfilters vorzugsweise in An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading is compared by comparing the determined nitrogen oxide conversion with a predetermined nitrogen oxide conversion of the unloaded particulate filter, ie without soot loading. The method performed in this way achieves a particularly high accuracy, which has already been described in detail above. In this case, the predetermined nitrogen oxide conversion of the unloaded particulate filter is preferably in
Abhängigkeit von einem Abgasmassenstrom über dem Partikelfilter, der Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters, dem Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid stromaufwärts des Partikelfilters, einer Reduktionsmittel-Beladung, Dependence of an exhaust gas mass flow over the particulate filter, the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter, the ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide upstream of the particulate filter, a reducing agent loading,
insbesondere einer Ammoniak-Beladung (NH3), des Partikelfilters, einem Alterungszustand des Partikelfilters und/oder einem Betriebspunkt einer Brennkraftmaschine, deren Abgasstrang den Partikelfilter aufweist, ermittelt. Besonders bevorzugt wird der vorbestimmte Stickoxidumsatz in Abhängigkeit von wenigstens einem der hier genannten Parameter aus einem - insbesondere in einem Steuergerät für die Brennkraftmaschine hinterlegten - Kennfeld ausgelesen. Dabei ist jeder der hier genannten Parameter bereits für sich genommen charakteristisch für den vorbestimmten Stickoxidumsatz. in particular an ammonia loading (NH 3 ) of the particulate filter, an aging state of the particulate filter and / or an operating point of an internal combustion engine whose exhaust gas line has the particulate filter determined. Particularly preferably, the predetermined nitrogen oxide conversion is read out as a function of at least one of the parameters mentioned here from a characteristic map stored in particular in a control device for the internal combustion engine. Each of the parameters mentioned here is already characteristic of the predetermined nitrogen oxide conversion.
Insbesondere aber sind die hier genannten Parameter in Kombination miteinander charakteristisch für den vorbestimmten Stickoxidumsatz, sodass sie sich in besonderer Weise eignen, um ein Kennfeld für den vorbestimmten Stickoxidumsatz aufzuspannen. Insbesondere wird bevorzugt der Stickoxidumsatz des nicht mit Ruß beladenen In particular, however, the parameters mentioned here in combination with each other are characteristic of the predetermined nitrogen oxide conversion, so that they are particularly suitable for building up a characteristic diagram for the predetermined nitrogen oxide conversion. In particular, the nitrogen oxide conversion of the non-carbon black is preferred
Partikelfilters in Abhängigkeit des Abgasmassenstroms über den Partikelfilter, der
Temperatur stromaufwärts des Partikelfilters, dem Stickstoffdioxid zu Stickoxid-Verhältnis vor dem Partikelfilter, der Reduktionsmittel-Beladung des Partikelfilters und dem Particle filter as a function of the exhaust gas mass flow through the particulate filter, the Temperature upstream of the particulate filter, the nitrogen dioxide to nitrogen oxide ratio before the particulate filter, the reducing agent loading of the particulate filter and the
Alterungszustand des Partikelfilters in dem Steuergerät hinterlegt und anhand der genannten Faktoren für den aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausgelesen. Die Reduktionsmittel-Beladung des Partikelfilters wird vorzugsweise mithilfe eines geeigneten Modells ermittelt, insbesondere berechnet. Aging condition of the particulate filter deposited in the control unit and read based on the factors mentioned for the current operating condition of the internal combustion engine. The reducing agent loading of the particulate filter is preferably determined using a suitable model, in particular calculated.
Wenigstens einer der Alterungszustände des Oxidationskatalysators und/oder des Partikelfilters werden vorzugsweise als Alterungsfaktor ermittelt, und zwar insbesondere abhängig von den Faktoren Temperatur über Zeit. Insbesondere kann ein Temperatur- Zeit-Integral für wenigstens eines der genannten Abgasnachbehandlungselemente gebildet werden, aus dem dann ein Alterungszustand bestimmt wird. At least one of the aging states of the oxidation catalyst and / or the particulate filter are preferably determined as an aging factor, in particular depending on the factors temperature over time. In particular, a temperature-time integral can be formed for at least one of the abovementioned exhaust-gas treatment elements, from which an aging state is then determined.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rußbeladung des Partikelfilters zusätzlich zu der bisher beschriebenen Vorgehensweise im Rahmen des Verfahrens mittels eines Beladungsmodells und weiter zusätzlich anhand eines über dem Partikelfilter abfallenden An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading of the particulate filter in addition to the previously described procedure in the context of the method by means of a loading model and further additionally with reference to a falling over the particulate filter
Differenzdrucks - insbesondere über ein Differenzdruckmodell - bestimmt wird. Es stehen dann drei Möglichkeiten zur Bestimmung der Rußbeladung zur Verfügung, die wechselseitig zur Korrektur der ermittelten Rußbeladung genutzt werden können und so in Kombination miteinander eine besonders hohe Genauigkeit der Ermittlung der Differential pressure - in particular via a differential pressure model - is determined. There are then three possibilities for determining the soot load available that can be used mutually to correct the determined soot load and so in combination with each other a particularly high accuracy of the determination of the
Rußbeladung sicherstellen. Bevorzugt wird eine Regeneration des Partikelfilters durchgeführt, wenn eine der Ermittlungsmethoden eine Rußbeladung als Ergebnis zurückgibt, die einen vorbestimmten Maximalwert für die Rußbeladung erreicht oder überschreitet. So kann gewährleistet werden, dass der Partikelfilter jedenfalls stets dann regeneriert wird, wenn dies indiziert ist. Ensure soot loading. Preferably, regeneration of the particulate filter is performed when one of the detection methods returns soot loading as a result that reaches or exceeds a predetermined maximum soot loading value. Thus, it can be ensured that the particulate filter is always regenerated, if this is indicated.
Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Rußbeladung anhand des Stickoxidumsatzes bestimmt wird, wenn ein anhand des Beladungsmodells bestimmter, erster Beladungswert für die An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the soot loading is determined on the basis of the nitrogen oxide conversion, if a first loading value determined on the basis of the loading model for the
Rußbeladung und ein anhand des Differenzdrucks bestimmter, zweiter Beladungswert für die Rußbeladung eine Differenz aufweisen, die einen vorbestimmten Differenzgrenzwert erreicht oder überschreitet. Das hier beschriebene, sehr genaue Verfahren zur Ermittlung der Rußbeladung über den bestimmten Stickoxidumsatz wird also bevorzugt dann eingesetzt, wenn die anderen beiden Ermittlungsmethoden stark differierende Ergebnisse liefern, wobei dies ein Hinweis darauf ist, dass wenigstens eine der Ermittlungsmethoden momentan keine zuverlässigen Beladungswerte liefert. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform des Verfahrens wird die anhand des Stickoxidumsatzes bestimmte Rußbeladung vorzugsweise zur Korrektur des ersten und/oder des zweiten Beladungswerts, und/oder zur Korrektur der diesen Beladungswerten zugrunde liegenden Soot loading and a determined based on the differential pressure, the second load value for the soot load have a difference that reaches or exceeds a predetermined differential limit. The very precise method described here for determining the soot loading via the determined nitrogen oxide conversion is thus preferably used when the other two determination methods yield strongly differing results, this being an indication that at least one of the determination methods currently does not provide reliable load values. In a preferred According to an embodiment of the method, the soot loading determined on the basis of the nitrogen oxide conversion is preferably used to correct the first and / or the second load value, and / or to correct the load values
Ermittlungsmethoden verwendet. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass die mithilfe des Verfahrens aus dem Stickoxid umsatz ermittelte Rußbeladung - jedenfalls in bestimmten Betriebsbereichen - die genauest möglich ermittelbare Rußbeladung darstellt. Diese kann daher in besonders günstiger Weise zur Korrektur der anderweitig ermittelten Beladungswerte und/oder der Ermittlungsmethode zur Ermittlung dieser Beladungswerte herangezogen werden. Es ist dabei möglich, dass eine Regeneration des Partikelfilters verschoben wird, obwohl diese durch eines der Modelle indiziert ist, wenn nämlich das Verfahren, nach welchem die Rußbeladung anhand des bestimmten Stickoxidumsatzes ermittelt wird, keine Regeneration indiziert. In diesem Fall wird vielmehr die eine Used investigation methods. This is based on the idea that the soot loading determined by means of the process from the nitrogen oxide conversion - at least in certain operating ranges - represents the most accurately determinable soot load. This can therefore be used in a particularly favorable manner for the correction of the load values determined elsewhere and / or the determination method for determining these load values. It is possible that a regeneration of the particulate filter is postponed, although this is indicated by one of the models, namely, if the method according to which the soot loading is determined based on the specific nitrogen oxide conversion, does not indicate regeneration. In this case, rather, the one
Regeneration indizierende Ermittlungsmethode und/oder der anhand dieser Ermittlungsmethode ermittelte Beladungswert mithilfe des durch das hier beschriebene Verfahren ermittelten Beladungswerts korrigiert. Regeneration indexing determination method and / or the determined using this determination method load value using the determined by the method described here loading value corrected.
Schließlich wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass mittels Ansteuerung einer Abgasrückführeinrichtung und/oder mittels aktivem Heizen eines Oxidationskatalysators gezielt Bedingungen eingestellt werden, unter denen die Rußbeladung des Partikelfilters aus dem bestimmten Stickoxidumsatz ermittelbar ist. Dabei wird vorzugsweise eine Abgasrückführeinrichtung verwendet, welche eine Hochdruckabgasrückstrecke und eine Niederdruckabgasrückführstrecke aufweist. Eine Strategie zur Ansteuerung der Abgasrückführeinrichtung kann dann bedarfsgerecht so angepasst werden, dass die Abgasrückführung komplett über die Hochdruckabgasrückführstrecke erfolgt, wodurch eine möglichst gute Stickstoffdioxidbildung an dem Oxidationskatalysator erreicht wird. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ durch eine Änderung einer Gesamt-Abgasrückführrate und/oder durch aktives Heizen des Oxidationskatalysators, insbesondere mittels einer elektrischen Heizeinrichtung, ein angestrebter Temperaturbereich für die Abgastemperatur gezielt eingestellt werden. Insgesamt ist es so möglich, Bedingungen in Hinblick auf die Abgastemperatur oder in Hinblick auf das Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid im Abgas zu schaffen, bei welchen eine sehr genaue Bestimmung der Rußbeladung mithilfe des hier beschriebenen Verfahrens möglich ist. Finally, an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that by controlling an exhaust gas recirculation device and / or by means of active heating of an oxidation catalyst targeted conditions are set, under which the soot loading of the particulate filter from the determined nitrogen oxide conversion can be determined. In this case, preferably an exhaust gas recirculation device is used which has a high-pressure exhaust gas return path and a low-pressure exhaust gas recirculation path. A strategy for controlling the exhaust gas recirculation device can then be adjusted as needed so that the exhaust gas recirculation takes place completely via the high pressure exhaust gas recirculation path, whereby the best possible formation of nitrogen dioxide is achieved at the oxidation catalyst. Furthermore, additionally or alternatively, a desired temperature range for the exhaust gas temperature can be adjusted in a targeted manner by a change in an overall exhaust gas recirculation rate and / or by active heating of the oxidation catalytic converter, in particular by means of an electrical heating device. Overall, it is thus possible to create conditions with respect to the exhaust gas temperature or with respect to the ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas, in which a very accurate determination of the soot loading is possible by means of the method described here.
Die gezielte Einstellung solcher günstigen Bedingungen wird bevorzugt insbesondere dann durchgeführt, wenn die beiden anderen Ermittlungsmethoden, also insbesondere das Beladungsmodell und das Differenzdruckmodell, stark verschiedene Beladungswerte
zurückgeben, wobei eine Differenz zwischen den Beladungswerten vorzugsweise einen vorbestimmten Differenzgrenzwert erreicht oder überschreitet. The targeted setting of such favorable conditions is preferably carried out in particular when the other two methods of determination, that is to say in particular the loading model and the differential pressure model, have greatly different load values return, wherein a difference between the load values preferably reaches or exceeds a predetermined differential limit.
Zur Erfindung gehört auch ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, welches zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens eingerichtet ist. Dabei ist es möglich, dass es sich bei dem Steuergerät um das Motorsteuergerät (Engine Control Unit - ECU) der Brennkraftmaschine handelt. Alternativ ist es auch möglich, dass zur Durchführung des Verfahrens ein separates Steuergerät vorgesehen ist. The invention also includes a control device for an internal combustion engine, which is set up to carry out a preferred embodiment of the method. It is possible that the control unit is the engine control unit (ECU) of the internal combustion engine. Alternatively, it is also possible that a separate control unit is provided for carrying out the method.
Es ist möglich, dass das Verfahren unmittelbar in eine elektronische Struktur, insbesondere eine Hardware, des Steuergeräts implementiert ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass jedenfalls bestimmte Verfahrensschritte, vorzugsweise das gesamte Verfahren, als Computerprogrammprodukt gegeben ist. Insoweit ist vorzugsweise in das Steuergerät ein Computerprogrammprodukt geladen, welches Schritte aufweist, aufgrund derer eine Ausführungsform des Verfahrens durchgeführt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Steuergerät läuft. It is possible that the method is implemented directly in an electronic structure, in particular a hardware, of the control device. Alternatively or additionally, it is possible that in any case certain method steps, preferably the entire method, is given as a computer program product. In that regard, a computer program product is preferably loaded into the control unit, which comprises steps on the basis of which an embodiment of the method is carried out when the computer program product is running on the control unit.
Zur Erfindung gehört auch eine Brennkraftmaschine, die eingerichtet ist zur Durchführung einer Ausführungsform des Verfahrens, und/oder die ein Steuergerät aufweist, welches eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens. Dabei ist der Brennkraftmaschine insbesondere ein Abgasstrang mit wenigstens einem der im Rahmen des Verfahrens beschriebenen Abgasnachbehandlungselemente zugeordnet. The invention also includes an internal combustion engine which is set up to carry out an embodiment of the method, and / or which has a control unit which is set up to carry out the method. In this case, the internal combustion engine is in particular assigned an exhaust gas line with at least one of the exhaust gas aftertreatment elements described in the context of the method.
Zur Erfindung gehört schließlich auch ein Kraftfahrzeug, welches eine Brennkraftmaschine nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Personenkraftwagen, als Lastkraftwagen oder als Nutzfahrzeug ausgebildet. The invention finally also includes a motor vehicle having an internal combustion engine according to one of the previously described embodiments. The motor vehicle is preferably designed as a passenger car, as a truck or as a commercial vehicle.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen: The invention will be described in more detail below with reference to the drawings. Showing:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine samt Abgasstrang, für welche eine Ausführungsform des Verfahrens zur Ermittlung einer Rußbeladung durchführbar ist; 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine together with exhaust gas line, for which an embodiment of the method for determining a soot load can be carried out;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Fig. 2 is a schematic representation of the relationship between the
Stickoxidumsatz an einem mit einer selektiv katalytischen Beschichtung
versehenen Partikelfilter und der Rußbeladung desselben in Abhängigkeit von der Temperatur; Nitrogen oxide conversion on one with a selectively catalytic coating provided particulate filter and the soot loading thereof as a function of the temperature;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Fig. 3 is a schematic representation of the relationship between the
Stickoxidumsatz und der Rußbeladung in Abhängigkeit einem Verhältnis von einer Stickstoffdioxid-Konzentration zu einer Gesamtstickoxid-Konzentration im Abgas stromaufwärts des Partikelfilters, und Nitrogen oxide conversion and soot loading as a function of a ratio of a nitrogen dioxide concentration to a total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter, and
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens. Fig. 4 is a schematic representation of an embodiment of the method.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of a
Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasstrang 3, für welche das hier beschriebene Verfahren bevorzugt durchgeführt wird. Der Abgasstrang 3 weist einen mit einer selektiv katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilter 5 auf, der eingerichtet ist, um einerseits Rußpartikel aus dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine 1 zu filtern und andererseits im Abgas vorhandene Stickoxide selektiv katalytisch zu reduzieren. Ein solcher Partikelfilter 5 wird allgemein auch als SDPF bezeichnet. Stromabwärts des Partikelfilters 5 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich noch ein SCR-Katalysator 7 angeordnet, der ebenfalls eingerichtet ist zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, wobei er jedoch keine Partikelfilterfunktion aufweist. Internal combustion engine 1 with an exhaust line 3, for which the method described here is preferably carried out. The exhaust gas line 3 has a particle filter 5 provided with a selectively catalytic coating, which is set up in order, on the one hand, to filter soot particles from the exhaust gas flow of the internal combustion engine 1 and, on the other hand, to selectively reduce catalytic nitrogen oxides present in the exhaust gas. Such a particulate filter 5 is also commonly referred to as SDPF. Downstream of the particulate filter 5, an SCR catalyst 7 is additionally arranged in the embodiment shown here, which is also adapted for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, but it has no particulate filter function.
Stromaufwärts des Partikelfilters 5 ist eine Eindosiereinrichtung 9 für ein Reduktionsmittel angeordnet, welches mittels der Eindosiereinrichtung 9 in den Abgasstrom eindosierbar ist, wobei es dann mit den Stickoxiden an der selektiv katalytischen Beschichtung des Partikelfilters 5 und des SCR-Katalysators 7 umgesetzt wird, wodurch die Stickoxide zu Stickstoff reduziert werden. Upstream of the particle filter 5, a metering device 9 for a reducing agent is arranged, which can be metered into the exhaust gas flow by means of the metering device 9, where it is then reacted with the nitrogen oxides on the selectively catalytic coating of the particle filter 5 and the SCR catalyst 7, whereby the nitrogen oxides reduced to nitrogen.
Als Reduktionsmittel wird über die Eindosiereinrichtung 9 vorzugsweise eine Harnstoff- Wasser-Lösung in den Abgasstrom eingedüst, wobei der Harnstoff mit dem heißen Abgas reagiert und unter Bildung von Ammoniak zerfällt, welches dann als eigentliches Reduktionsmittel in dem Partikelfilter 5 und vorzugsweise in dem SCR-Katalysator 7 wirkt. As reducing agent, a urea-water solution is preferably injected into the exhaust gas stream via the metering device 9, the urea reacting with the hot exhaust gas and decomposing to form ammonia, which then acts as the actual reducing agent in the particle filter 5 and preferably in the SCR catalyst 7 acts.
Um den Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter 5 bestimmen zu können, ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel stromaufwärts der Eindosiereinrichtung 9 ein erster Stickoxidsensor 11 angeordnet, wobei unmittelbar stromabwärts des Partikelfilters 5 - hier insbesondere zwischen dem Partikelfilter 5 und dem SCR-Katalysator 7 - ein zweiter Stickoxidsensor 13 angeordnet ist. Der zweite Stickoxidsensor 13 kann auch stromabwärts des SCR-Katalysators 7 angeordnet sein. Über eine Differenzmessung der Signale der beiden Stickoxidsensoren 1 1 , 13 ist, insbesondere unter Berücksichtigung des
Signals des ersten Stickoxidsensors 11 , ein momentaner absoltur bzw. relativer In order to be able to determine the nitrogen oxide conversion at the particle filter 5, in the exemplary embodiment illustrated here, a first nitrogen oxide sensor 11 is arranged upstream of the metering device 9, with a second nitrogen oxide sensor immediately downstream of the particle filter 5 -in particular between the particle filter 5 and the SCR catalytic converter 7 13 is arranged. The second nitrogen oxide sensor 13 may also be arranged downstream of the SCR catalytic converter 7. About a difference measurement of the signals of the two nitrogen oxides 1 1, 13, in particular taking into account Signal of the first nitrogen oxide sensor 11, a momentary absoltur or relative
Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter 5 bestimmbar. Nitrogen oxide conversion on the particle filter 5 determinable.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist stromaufwärts des Partikelfilters 5 und insbesondere auch stromaufwärts der Eindosiereinrichtung 9 ein Oxidationskatalysator 15 angeordnet. Anstelle des Oxidationskatalysators 15 oder zusätzlich zu dem In the exemplary embodiment illustrated here, an oxidation catalytic converter 15 is arranged upstream of the particle filter 5 and in particular also upstream of the metering device 9. Instead of the oxidation catalyst 15 or in addition to the
Oxidationskatalysator 15 ist es möglich, dass stromaufwärts des Partikelfilters 5 und insbesondere stromaufwärts der Eindosiereinrichtung 9 ein Stickoxidspeicherkatalysator (NSK) angeordnet ist. Oxidation catalyst 15, it is possible that upstream of the particulate filter 5 and in particular upstream of the metering device 9, a nitrogen oxide storage catalyst (NSK) is arranged.
Der Oxidationskatalysator 15 weist vorliegend eine Heizeinrichtung 17 auf, die bevorzugt als elektrische Heizeinrichtung ausgebildet ist. In the present case, the oxidation catalytic converter 15 has a heating device 17, which is preferably designed as an electrical heating device.
Die Brennkraftmaschine 1 weist auch einen Ladeluftstrang 19 auf, über den ihr Ladeluft zuführbar ist. In für sich genommen bekannter Weise ist in dem Ladeluftstrang ein Verdichter 21 angeordnet, der durch eine in dem Abgasstrang 3 angeordnete Turbine 23 antreibbar ist. Es ist insoweit eine Turboladereinrichtung bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel verwirklicht. The internal combustion engine 1 also has a charge air line 19, via which charge air can be supplied. In per se known manner, a compressor 21 is arranged in the charge air line, which is drivable by a arranged in the exhaust line 3 turbine 23. It is insofar realized a turbocharger device in the embodiment shown here.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist außerdem eine Abgasrückführeinrichtung 25 auf, welche hier eine Hochdruckabgasrückführstrecke 27 und eine Niederdruckabgas- rückführstrecke 29 aufweist. Dabei zweigt die Hochdruckabgasrückführstrecke 27 stromaufwärts der Turbine 23 aus dem Hochdruckbereich des Abgasstrangs 3 ab, wobei sie stromabwärts des Verdichters 21 in den Hochdruckbereich des Ladeluftstrangs 19 mündet. Die Niederdruckabgasrückführstrecke 29 zweigt stromabwärts des SCR- Katalysators 7 aus dem Niederdruckbereich des Abgasstrangs 3 ab und mündet stromaufwärts des Verdichters 21 in den Niederdruckbereich des Ladeluftstrangs 19. The illustrated embodiment also has an exhaust gas recirculation device 25, which here has a high-pressure exhaust gas recirculation path 27 and a low-pressure exhaust gas recirculation line 29. In this case, the high-pressure exhaust gas recirculation path 27 branches off the high-pressure region of the exhaust line 3 upstream of the turbine 23, wherein it opens into the high-pressure region of the charge air line 19 downstream of the compressor 21. The low-pressure exhaust gas recirculation line 29 branches off downstream of the SCR catalytic converter 7 from the low-pressure region of the exhaust line 3 and flows upstream of the compressor 21 into the low-pressure region of the charge air line 19.
Im Rahmen des Verfahrens wird die Heizeinrichtung 17 bevorzugt gezielt angesteuert, um die Abgastemperatur in einen Bereich zu bringen, in welchem das Verfahren mit hoher Genauigkeit durchführbar ist. Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt auch die Abgasrückführeinrichtung 25 in einer Weise angesteuert, dass Bedingungen geschaffen werden, bei welcher das Verfahren mit hoher Genauigkeit durchführbar ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Abgasrückführung insgesamt auf die Hochdruckabgasrückführstrecke 27 umgestellt wird, sodass eine möglichst hohe Stickstoffdioxidbildung am Oxidationskatalysator 15 erreicht wird. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass eine Gesamtabgasrückführrate gezielt beeinflusst wird, um die Abgas-
temperatur - zusätzlich oder alternativ zu der Ansteuerung der Heizeinrichtung 17, in einen Bereich gebracht wird, in welchem das Verfahren besonders effizient und mit hoher Genauigkeit durchführbar ist. Zur Ermittlung der Abgastemperatur ist im Übrigen vorzugsweise noch ein in Figur 1 nicht dargestellter Temperatursensor vorgesehen, mit welchem die Abgastemperatur stromaufwärts des Partikelfilters 5 erfassbar ist. In the context of the method, the heating device 17 is preferably selectively controlled in order to bring the exhaust gas temperature into a range in which the method can be carried out with high accuracy. Alternatively or additionally, the exhaust gas recirculation device 25 is preferably also controlled in such a way that conditions are created in which the method can be carried out with high accuracy. In this case, provision is made in particular for the total recirculation of the exhaust gas to be switched over to the high-pressure exhaust gas recirculation path 27, so that the highest possible formation of nitrogen dioxide on the oxidation catalytic converter 15 is achieved. Additionally or alternatively, it is possible for a total exhaust gas recirculation rate to be influenced in a targeted manner in order to reduce the exhaust gas Temperature - in addition to or as an alternative to the control of the heater 17, is brought into a range in which the method is particularly efficient and feasible with high accuracy. For determining the exhaust gas temperature, by the way, a temperature sensor, not shown in FIG. 1, is preferably provided, with which the exhaust gas temperature upstream of the particulate filter 5 can be detected.
Figur 2 zeigt eine schematische, diagrammatische Darstellung einer Abhängigkeit des Stickoxidumsatzes U(NOx) - aufgetragen gegen die Abgastemperatur T stromaufwärts des Partikelfilters 5 - von der Rußbeladung des Partikelfilters 5. Dabei ist mit einer durchgezogenen Kurve 31 der Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter 5 bei einer ersten, höheren Rußbeladung des Partikelfilters 5 dargestellt, wobei mit einer zweiten, strichlierten Kurve 33 der Stickoxidumsatz an dem Partikelfilter 5 bei einer zweiten, niedrigeren Rußbeladung gegen die Temperatur des Abgases vor dem Partikelfilter 5 aufgetragen ist. Ebenfalls ist in Figur 2 angedeutet, dass ein Temperaturbereich zwischen einer Mindesttemperatur Tmin und einer Maximaltemperatur Tmax existiert, in dem das Verfahren mit besonders hoher Empfindlichkeit angewendet werden kann, weil Kurven, welche den Stickoxidumsatz U(NOx) in Abhängigkeit von der Temperatur T für verschiedene Rußbeladungen des Partikelfilters 5 beschreiben, vergleichsweise große Abstände voneinander aufweisen. Insbesondere ergeben sich in diesem Temperaturbereich auch keine Kurvenkreuzungen, sodass eine eindeutige Zuordnung des Stickoxidumsatzes U(NOx) zu der Rußbeladung möglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn - wie dies bevorzugt durchgeführt wird - der momentane Stickoxidumsatz mit einem Referenzwert für den unbeladenen Partikelfilter 5 und insoweit mit einer Basislinie oder Basiskurve verglichen wird. Figure 2 shows a schematic, diagrammatic representation of a dependence of the nitrogen oxide conversion U (NO x ) - plotted against the exhaust gas temperature T upstream of the particulate filter 5 - of the soot loading of the particulate filter 5. It is with a solid curve 31 of the nitrogen oxide conversion at the particulate filter 5 at a the first, higher soot load of the particulate filter 5 is shown, wherein the nitrogen oxide conversion is applied to the particulate filter 5 at a second, lower soot loading against the temperature of the exhaust gas before the particulate filter 5 with a second, dashed curve 33. It is also indicated in FIG. 2 that a temperature range exists between a minimum temperature T min and a maximum temperature T max , in which the method with particularly high sensitivity can be used, because curves which determine the nitrogen oxide conversion U (NO x ) as a function of the temperature Describe T for different soot loadings of the particulate filter 5, comparatively large distances from each other. In particular, no curve intersections result in this temperature range, so that an unambiguous assignment of the nitrogen oxide conversion U (NOx) to the soot charge is possible. This applies in particular when - as is preferably carried out - the instantaneous nitrogen oxide conversion is compared with a reference value for the unloaded particulate filter 5 and to that extent with a baseline or base curve.
Figur 3 zeigt schematisch und diagrammatisch die Abhängigkeit des Stickoxidumsatzes U(NOx) - aufgetragen gegen die Temperatur T des Abgases stromaufwärts des Figure 3 shows schematically and diagrammatically the dependence of the nitrogen oxide conversion U (NOx) - plotted against the temperature T of the exhaust gas upstream of the
Partikelfilters 5 - von einem Verhältnis einer Stickstoffdioxidkonzentration zu einer Gesamtstickoxidkonzentration im Abgas. Dabei ist in das Diagramm von Figur 3 ein erstes Kurvenpaar 35 eingezeichnet, welches Stickoxidumsätze bei einem ersten, höheren Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid im Abgas darstellt. Dabei zeigt eine erste Kurve 37, die durchgezogen dargestellt ist, die Temperaturabhängigkeit des Stickoxidumsatzes für eine erste, höhere Rußbeladung des Partikelfilters 5, wobei eine zweite, strichpunktierte Kurve 39 diesen Verlauf für eine zweite, niedrigere Particulate filter 5 - from a ratio of a nitrogen dioxide concentration to a total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas. In this case, a first curve pair 35 is shown in the diagram of Figure 3, which represents nitrogen oxide sales at a first, higher ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas. In this case, a first curve 37, which is shown in solid lines, shows the temperature dependence of the nitrogen oxide conversion for a first, higher soot load of the particulate filter 5, wherein a second dash-dotted curve 39 this curve for a second, lower
Rußbeladung des Partikelfilters 5 zeigt. Ein zweites Kurvenpaar 39 ist entsprechend für ein zweites, niedrigeres Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid im Abgas dargestellt. Dieses zweite Kurvenpaar 39 weist eine dritte, strichliert dargestellte Kurve 41
auf, welche den Stickoxidumsatz in Abhängigkeit von der Temperatur für die erste, größere Rußbeladung des Partikelfilters 5 darstellt, wobei das zweite Kurvenpaar 39 eine vierte, punktiert dargestellte Kurve 43 aufweist, welche den Stickoxidumsatz in Abhängigkeit von der Temperatur für die zweite, geringere Rußbeladung des Partikelfilters 5 darstellt. Dabei liegen den Kurvenpaaren 35, 39 die identischen ersten und zweiten Rußbeladungen zugrunde. Aus Figur 3 wird somit unmittelbar klar, dass eine deutlichere Separation des Stickoxidumsatzes in Abhängigkeit von der Rußbeladung des Partikelfilters 5 dann existiert, wenn das Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid höher ist. Das Verfahren ist mit besonders hoher Genauigkeit bei einem vergleichsweise hohen Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid durchführbar, insbesondere wenn ein vorbestimmter Minimalwert für das Verhältnis überschritten wird. Dieser beträgt zwischen mindestens 10 % bis höchstens 50 %, vorzugsweise zwischen mindestens 20 % bis höchstens 40 % und besonders bevorzugt zwischen mindestens 30 % bis höchstens 50 %. Soot loading of the particulate filter 5 shows. A second pair of curves 39 is shown correspondingly for a second, lower ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas. This second pair of curves 39 has a third curve 41, shown in dashed lines which represents the nitrogen oxide conversion as a function of the temperature for the first, larger soot load of the particulate filter 5, wherein the second pair of curves 39 has a fourth, dotted curve 43 which the nitrogen oxide conversion as a function of the temperature for the second, lower soot loading of Particulate filter 5 represents. The curve pairs 35, 39 are based on the identical first and second soot loadings. From Figure 3 is thus immediately clear that a clearer separation of the nitrogen oxide conversion depending on the soot loading of the particulate filter 5 then exists when the ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide is higher. The method can be carried out with particularly high accuracy with a comparatively high ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide, in particular if a predetermined minimum value for the ratio is exceeded. This is between at least 10% to at most 50%, preferably between at least 20% to at most 40% and more preferably between at least 30% to at most 50%.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens nach Art eines Ablaufdiagramms. Im Rahmen des Verfahrens wird der momentane Stickoxidumsatz 45 an dem Partikelfilter 5 vorzugsweise mithilfe der Stickoxidsensoren 1 1 , 13 bestimmt. Aus einem Kennfeld 47 wird als Referenzwert der beladungsfreie Stickoxidumsatz 49, welchen der Partikelfilter 5 aufweist, wenn er nicht mit Ruß beladen, also entweder neu oder vollständig regeneriert ist, aufweist. Das Kennfeld 47 ist dabei aufgespannt über einem Alterungsfaktor 51 für den Partikelfilter 5, dem Verhältnis 53 der Stickstoffdioxidkonzentration zu der Gesamtstickoxidkonzentration stromaufwärts des Partikelfilters 5 im Abgas, der Temperatur 55 stromaufwärts des Partikelfilters 5 im Abgas, einem Abgasmassenstrom 57 über den Partikelfilter 5, und einer Reduktionsmittel-Beladung 59, insbesondere einer Ammoniak-Beladung des Partikelfilters 5. Figure 4 shows a schematic representation of an embodiment of the method in the manner of a flow chart. In the context of the method, the instantaneous nitrogen oxide conversion 45 at the particle filter 5 is preferably determined by means of the nitrogen oxide sensors 11, 13. From a map 47 is the reference value of the load-free nitrogen oxide 49, which the particulate filter 5 has when it is not loaded with soot, so either new or completely regenerated has. The map 47 is spanned by an aging factor 51 for the particulate filter 5, the ratio 53 of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration upstream of the particulate filter 5 in the exhaust gas, the temperature 55 upstream of the particulate filter 5 in the exhaust gas, an exhaust gas mass flow 57 via the particulate filter 5, and a Reducing agent loading 59, in particular an ammonia loading of the particulate filter. 5
Entsprechend wird der beladungsfreie Stickoxidumsatz 49 in Abhängigkeit von den links des Kennfelds 47 dargestellten Parametern ausgelesen. Dabei sind vorzugsweise der Alterungsfaktor 51 und das Verhältnis 53 der Stickstoffdioxidkonzentration zu der Accordingly, the load-free nitrogen oxide conversion 49 is read in dependence on the parameters shown on the left of the map 47. Preferably, the aging factor 51 and the nitrogen dioxide concentration ratio 53 are
Gesamtstickoxidkonzentration dimensionslos. Die Temperatur 55 wird bevorzugt in °C angegeben, der Abgasmassenstrom 57 vorzugsweise in kg/h, und die Reduktionsmittel- Beladung 59 bevorzugt in g. Total nitrogen oxide concentration dimensionless. The temperature 55 is preferably given in ° C, the exhaust gas mass flow 57 preferably in kg / h, and the reducing agent loading 59 preferably in g.
Der Alterungsfaktor 51 wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Faktoren Temperatur und Zeit bestimmt, insbesondere als Temperatur-Zeit-Integral.
Das Verhältnis von Stickstoffdioxid zu Gesamtstickoxid im Abgas wird vorzugsweise anhand der Temperatur des Abgases stromaufwärts des Oxidationskatalysators 15 oder der Temperatur stromaufwärts des Partikelfilters 5, dem Abgasmassenstrom über dem Oxidationskatalysator, und dem Alterungszustand des Oxidationskatalysators 15 - ebenfalls aus einem hier nicht dargestellten Kennfeld - ermittelt. Die Reduktionsmittel- Beladung 59 resultiert vorzugsweise aus einer Modellrechnung. The aging factor 51 is preferably determined as a function of the temperature and time factors, in particular as a temperature-time integral. The ratio of nitrogen dioxide to total nitrogen oxide in the exhaust gas is preferably determined based on the temperature of the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst 15 or the temperature upstream of the particulate filter 5, the exhaust gas mass flow over the oxidation catalyst, and the aging state of the oxidation catalyst 15 - also from a map not shown here. The reducing agent loading 59 preferably results from a model calculation.
In einem Differenzglied 61 wird nun vorzugsweise eine Differenz 62 zwischen dem momentanen Stickoxidumsatz 45 und dem beladungsfreien Stickoxidumsatz 49 gebildet. Diese Differenz 62 geht in ein Ermittlungsglied 63 ein, in welches außerdem bevorzugt das Verhältnis 53 der Stickstoffdioxidkonzentration zu der Gesamtstickoxidkonzentration eingeht. Aus diesem Verhältnis 53 und der in dem Differenzglied 61 ermittelten Differenz 62 wird nun durch das Ermittlungsglied 63 die momentane Rußbeladung 65 des In a differential element 61, a difference 62 between the instantaneous nitrogen oxide conversion 45 and the charge-free nitrogen oxide conversion 49 is now preferably formed. This difference 62 enters into a determination element 63, into which, in addition, the ratio 53 of the nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration preferably enters. From this ratio 53 and the difference 62 determined in the difference 62, the current soot load 65 of the
Partikelfilters 5 berechnet. Diese stellt insbesondere in dem für das Verfahren optimalen Temperaturbereich sowie bei einem den vorbestimmten Mindestwert überschreitenden Verhältnis 53 einen sehr genauen Wert für die Rußbeladung des Partikelfilters 5 dar. Dabei ist es insbesondere möglich, diesen Wert zur Korrektur anderer Ermittlungsmethoden, insbesondere eines Rußbeladungsmodells und/oder eines Differenzdruckmodells, heranzuziehen. Particulate filter 5 is calculated. This represents a very accurate value for the soot loading of the particulate filter 5, in particular in the optimum temperature range for the method and at a predetermined minimum value ratio 53. In this case, it is possible to correct this value for correcting other determination methods, in particular a soot loading model and / or a differential pressure model, to use.
Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe des Verfahrens insbesondere eine vorzeitige Overall, it can be seen that, with the help of the procedure, in particular a premature one
Regeneration des Partikelfilters 5 vermieden werden kann. Dadurch wird das Regeneration of the particulate filter 5 can be avoided. This will do that
Regenerationsintervall des Partikelfilters 5 verlängert, was eine Einsparung von Kraftstoff und eine verringerte thermische Belastung der katalytischen Beschichtung des Regeneration interval of the particulate filter 5 extends, resulting in a saving of fuel and a reduced thermal load of the catalytic coating of the
Abgasnachbehandlungssystems zur Folge hat.
Exhaust aftertreatment system has the consequence.
Claims
1. Verfahren zum Ermitteln einer Rußbeladung (65) eines mit einer selektiv A method of determining a soot load (65) one having a selective one
katalytischen Beschichtung versehenen Partikelfilters (5), mit folgenden Schritten: Bestimmen eines Stickoxidumsatzes (45) an dem Partikelfilter (5) und Ermitteln einer Rußbeladung (65) des Partikelfilters (5) aus dem bestimmten Stickoxidumsatz (45). catalytic filter-coated particle filter (5), comprising the following steps: determining a nitrogen oxide conversion (45) on the particle filter (5) and determining a soot loading (65) of the particle filter (5) from the determined nitrogen oxide conversion (45).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rußbeladung (65) ermittelt wird, wenn eine Abgastemperatur (55) in einem Abgasstrang (3) stromaufwärts des Partikelfilters (5) größer oder gleich einer vorbestimmten Mindesttemperatur (Tmin) und kleiner oder gleich einer the soot load (65) is determined when an exhaust gas temperature (55) in an exhaust line (3) upstream of the particulate filter (5) is greater than or equal to a predetermined minimum temperature (T min ) and less than or equal to one
vorbestimmten Maximaltemperatur (Tmax) ist, wobei vorzugsweise die predetermined maximum temperature (T max ), preferably the
Mindesttemperatur (Tmin) von mindestens 175 °C bis höchstens 210 °C und/oder die Maximaltemperatur (Tmax) von mindestens 240 °C bis höchstens 280 °C beträgt, oder wobei die Abgastemperatur (55) stromaufwärts des Partikelfilters (5) vorzugsweise von mindestens 150 °C bis höchstens 300 °C, vorzugsweise von mindestens 175 °C bis höchstens 280 °C, vorzugsweise von mindestens 175 °C bis 240 °C, vorzugsweise von mindestens 210 °C bis höchstens 280 °C, vorzugsweise von mindestens 210 °C bis höchstens 240 °C, beträgt. Minimum temperature (T min ) of at least 175 ° C to at most 210 ° C and / or the maximum temperature (T max ) of at least 240 ° C to at most 280 ° C, or wherein the exhaust gas temperature (55) upstream of the particulate filter (5) preferably from at least 150 ° C to at most 300 ° C, preferably from at least 175 ° C to at most 280 ° C, preferably from at least 175 ° C to 240 ° C, preferably from at least 210 ° C to at most 280 ° C, preferably from at least 210 ° C to not more than 240 ° C.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zur Ermittlung der Rußbeladung (65) aus dem bestimmten Stickoxidumsatz (45) ein Verhältnis (53) einer Stickstoffdioxidkonzentration zu einer
Gesamtstickstoffkonzentration im Abgas stromaufwärts des Partikelfilters (5) herangezogen wird. for determining the soot load (65) from the determined nitrogen oxide conversion (45) a ratio (53) of a nitrogen dioxide concentration to a Total nitrogen concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter (5) is used.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rußbeladung (65) ermittelt wird, wenn das Verhältnis (53) der the soot load (65) is determined when the ratio (53) of the
Stickstoffdioxidkonzentration zu der Gesamtstickoxidkonzentration im Abgas stromaufwärts des Partikelfilters (5) größer ist als ein vorbestimmter Mindestwert, wobei vorzugsweise der Mindestwert von mindestens 10 % bis höchstens 50 %, vorzugsweise von mindestens 20 % bis höchstens 40 % beziehungsweise von mindestens 30 % bis höchstens 50 % beträgt. Nitrogen dioxide concentration to the total nitrogen oxide concentration in the exhaust gas upstream of the particulate filter (5) is greater than a predetermined minimum value, preferably the minimum value of at least 10% to at most 50%, preferably from at least 20% to at most 40% or from at least 30% to at most 50% is.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Stickoxidumsatz (45) an dem Partikelfilter (5) mittels stromaufwärts und stromabwärts des Partikelfilters angeordneten Stickoxidsensoren (11 ,13) bestimmt wird. the nitrogen oxide conversion (45) on the particle filter (5) is determined by means of nitrogen oxide sensors (11, 13) arranged upstream and downstream of the particle filter.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Verhältnis (53) der Stickstoffdioxidkonzentration zu der the ratio (53) of the nitrogen dioxide concentration to the
Gesamtstickoxidkonzentration anhand der Abgastemperatur (55) stromaufwärts des Partikelfilters (5) oder einer Abgastemperatur stromaufwärts eines Total nitrogen oxide concentration based on the exhaust gas temperature (55) upstream of the particulate filter (5) or an exhaust gas temperature upstream of a
Oxidationskatalysators (15), einem Abgasmassenstrom (57) über dem Oxidation catalyst (15), an exhaust gas mass flow (57) above the
Oxidationskatalysator (15), und/oder einem Alterungszustand des Oxidation catalyst (15), and / or an aging state of the
Oxidationskatalysators (15) ermittelt wird. Oxidation catalyst (15) is determined.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rußbeladung (65) durch Vergleichen des bestimmten Stickoxidumsatzes (45) mit einem vorbestimmten Stickoxidumsatz (49) des unbeladenen Partikelfilters (5) verglichen wird, wobei der vorbestimmte Stickoxidumsatz (49) des Partikelfilters (5) vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Abgasmassenstrom (57) über dem Partikelfilter, der Abgastemperatur (55) stromaufwärts des Partikelfilters (5), dem Verhältnis (53) der Stickstoffdioxidkonzentration zu der
Gesamtstickoxidkonzentration stromaufwärts des Partikelfilters (5), einer the soot load (65) is compared to a predetermined nitrogen oxide conversion (49) of the unloaded particulate filter (5) by comparing the determined nitrogen oxide conversion (45), the predetermined nitrogen oxide conversion (49) of the particulate filter (5) preferably being dependent on an exhaust gas mass flow (57). above the particulate filter, the exhaust gas temperature (55) upstream of the particulate filter (5), the ratio (53) of the nitrogen dioxide concentration to the Total nitrogen oxide concentration upstream of the particulate filter (5), a
Reduktionsmittelbeladung des Partikelfilters (5), einem Alterungszustand des Partikelfilters (5), und/oder in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt einer Reducing agent loading of the particulate filter (5), an aging state of the particulate filter (5), and / or in dependence on an operating point of a
Brennkraftmaschine (1), welche den Partikelfilter (5) aufweist, ermittelt wird. Internal combustion engine (1), which has the particle filter (5) is determined.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rußbeladung (65) des Partikelfilters (5) zusätzlich mittels eines the soot loading (65) of the particulate filter (5) additionally by means of a
Beladungsmodells und anhand eines über dem Partikelfilter (5) abfallenden Differenzdrucks bestimmt wird, wobei bevorzugt eine Regeneration durchgeführt wird, wenn eine dieser Ermittlungsmethoden eine Rußbeladung als Ergebnis zurückgibt, die einen vorbestimmten Maximalwert erreicht oder überschreitet. Loading model and based on a dropping across the particulate filter (5) differential pressure, preferably a regeneration is performed when one of these detection methods returns a soot load as a result that reaches or exceeds a predetermined maximum value.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rußbeladung anhand des Stickoxidumsatzes (45) bestimmt wird, wenn ein anhand des Beladungsmodells bestimmter, erster Beladungswert und ein anhand des Differenzdrucks bestimmter, zweiter Beladungswert eine Differenz aufweisen, die einen vorbestimmten Differenzgrenzwert erreicht oder überschreitet, wobei die anhand des Stickoxidumsatzes (45) bestimmte Rußbeladung vorzugsweise zur Korrektur des ersten und/oder des zweiten Beladungswerts und/oder zur Korrektur wenigstens einer der diesen Beladungswerten zugrunde liegenden the soot load is determined on the basis of the nitrogen oxide conversion (45) if a first load value determined on the basis of the load model and a second load value determined on the basis of the differential pressure have a difference that reaches or exceeds a predetermined differential limit, whereby the determination based on the nitrogen oxide conversion (45) Soot loading preferably for correcting the first and / or the second load value and / or for correcting at least one of these load values underlying
Ermittlungsmethoden, nämlich dem Beladungsmodell und/oder dem Investigation methods, namely the loading model and / or the
Differenzdruckmodell, verwendet wird. Differential pressure model, is used.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mittels Ansteuerung einer Abgasrückführeinrichtung (25) und/oder mittels aktivem Heizen eines Oxidationskatalysators (15) gezielt Bedingungen eingestellt werden, unter denen die Rußbeladung (65) des Partikelfilters (5) aus dem Stickoxidumsatz (45) ermittelbar ist.
by means of activation of an exhaust gas recirculation device (25) and / or by means of active heating of an oxidation catalyst (15), conditions are specifically set, under which the soot loading (65) of the particulate filter (5) from the nitrogen oxide conversion (45) can be determined.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014016347.4A DE102014016347A1 (en) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | A method of determining soot loading of a particulate filter provided with a selectively catalytic coating |
PCT/EP2015/002139 WO2016070972A1 (en) | 2014-11-05 | 2015-10-28 | Method for determining a soot load on a particulate filter provided with a selectively catalytic coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3215725A1 true EP3215725A1 (en) | 2017-09-13 |
Family
ID=54360431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP15786870.4A Withdrawn EP3215725A1 (en) | 2014-11-05 | 2015-10-28 | Method for determining a soot load on a particulate filter provided with a selectively catalytic coating |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170335730A1 (en) |
EP (1) | EP3215725A1 (en) |
DE (1) | DE102014016347A1 (en) |
WO (1) | WO2016070972A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017075328A1 (en) | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Corning Incorporated | Porous ceramic filters and methods for making the same |
CA3041422A1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Basf Corporation | Integrated scr catalyst and lnt for nox abatement |
MX2020004605A (en) * | 2017-10-31 | 2020-10-19 | Corning Inc | Honeycomb body and particulate filter comprising a honeycomb body. |
DE102019101706A1 (en) * | 2019-01-24 | 2020-07-30 | Volkswagen Ag | Method for exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine and exhaust gas aftertreatment system |
CN114964793B (en) * | 2022-04-24 | 2024-07-19 | 潍柴动力股份有限公司 | SDPF ash load detection method and equipment, SDPF ash load monitoring method and device and vehicle |
CN114893279B (en) * | 2022-04-24 | 2023-06-23 | 潍柴动力股份有限公司 | SDPF ash load detection method and equipment, SDPF ash load monitoring method and device and vehicle |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014087536A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | Device for detecting fault in exhaust gas purifier |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112005003886B3 (en) * | 2004-11-25 | 2019-12-24 | Avl List Gmbh | Method for determining the particle emissions in the exhaust gas flow of an internal combustion engine |
DE102006062515A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Volkswagen Ag | Particle filter function monitoring method for exhaust gas system of internal combustion engine i.e. diesel engine, involves measuring concentration of one of nitric oxide and nitrogen dioxide, in exhaust gas mass flow, using sensor |
US8596045B2 (en) * | 2007-02-21 | 2013-12-03 | Volvo Lastvagnar Ab | On-board-diagnosis method for an exhaust aftertreatment system and on-board-diagnosis system for an exhaust aftertreatment system |
DE102007060623B4 (en) * | 2007-12-15 | 2011-04-14 | Umicore Ag & Co. Kg | Denitrification of diesel engine exhaust gases using a tempered pre-catalyst for on-demand NO2 provision |
US20130327017A1 (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | Caterpillar, Inc. | Exhaust System, Operating Method And Control Strategy In Internal Combustion Engine |
DE102012012016A1 (en) * | 2012-06-16 | 2013-12-19 | Daimler Ag | Method for operating an exhaust system of a motor vehicle and exhaust system for an internal combustion engine of a motor vehicle |
KR101416409B1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-08 | 기아자동차 주식회사 | System for control urea injection quantity of vehicle and method thereof |
DE102013200623A1 (en) * | 2013-01-17 | 2014-07-17 | Robert Bosch Gmbh | Method for monitoring particulate filter in exhaust gas purification system in internal combustion engine of motor car, involves closing emission control component in comparison to oxide concentration in flow direction of exhaust gas |
-
2014
- 2014-11-05 DE DE102014016347.4A patent/DE102014016347A1/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-10-28 US US15/524,520 patent/US20170335730A1/en not_active Abandoned
- 2015-10-28 EP EP15786870.4A patent/EP3215725A1/en not_active Withdrawn
- 2015-10-28 WO PCT/EP2015/002139 patent/WO2016070972A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014087536A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | Device for detecting fault in exhaust gas purifier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016070972A1 (en) | 2016-05-12 |
US20170335730A1 (en) | 2017-11-23 |
DE102014016347A1 (en) | 2016-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3215725A1 (en) | Method for determining a soot load on a particulate filter provided with a selectively catalytic coating | |
EP2326809B1 (en) | Method for operating an exhaust emission control system having a scr-catalyst and an upstream oxidation catalyst exhaust emission control component | |
EP2832965B1 (en) | Method and device for determining the efficiency of an exhaust gas purifying device | |
WO2009030346A1 (en) | Operating and diagnostic method for an scr exhaust-gas aftertreatment system | |
EP2904386A1 (en) | Method for processing measured values from a nitrogen oxide sensor | |
DE102013215891B4 (en) | Method and device for monitoring a reducing agent solution composition in the exhaust system of an internal combustion engine | |
DE102013203580A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system | |
DE102013006153A1 (en) | Method for operating an exhaust gas purification system of a motor vehicle internal combustion engine | |
DE102016200155A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system | |
DE102014018037A1 (en) | A method of determining a NOx reduction performance of a NOx reduction catalyst device disposed in an exhaust passage of an automotive internal combustion engine | |
DE102016203227A1 (en) | Method for diagnosing an exhaust gas aftertreatment system for an internal combustion engine | |
DE112013003836B4 (en) | Method and system for determining a sensor function for a PM sensor | |
EP2923048B1 (en) | Method for monitoring the formation of nitrogen dioxide at an oxidation catalytic converter, and exhaust system | |
DE102013203578A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system | |
DE102014202035A1 (en) | Method and device for monitoring a nitrogen oxide storage catalyst | |
DE102015200751A1 (en) | Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system | |
AT521760B1 (en) | Frequency-based NH3 slip detection method | |
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 | |
EP3430248B1 (en) | Method for adapting characteristic curve of nitrogen oxides sensor in combustion engine | |
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 | |
EP2192282A2 (en) | Method for operating an SCR catalytic converter | |
DE102013200623A1 (en) | Method for monitoring particulate filter in exhaust gas purification system in internal combustion engine of motor car, involves closing emission control component in comparison to oxide concentration in flow direction of exhaust gas | |
DE102014209966B4 (en) | Method and device for evaluating the functionality of a SCR catalytic converter in an exhaust system of a diesel engine | |
DE102009028953A1 (en) | Method for determining measurement for occurrence of reagent central drop in exhaust area of internal-combustion engine, involves arranging particle sensor, which has reagent central drop | |
DE102014018032A1 (en) | A method of monitoring an SCR catalyst device disposed in an exhaust line of an automotive internal combustion engine with respect to ammonia slip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20170502 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20171030 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN |
|
DAV | Request for validation of the european patent (deleted) | ||
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
18W | Application withdrawn |
Effective date: 20180130 |