KR102583976B1 - Method and device for diagnosing a coated otto particle filter of an exhaust tract of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 내연기관의 배기가스관(100)의 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 여기서 배기가스관(100)은 코팅된 가솔린 미립자 필터(140), 배기가스 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터(140)의 상류에 배열되어 있는 제1 NOx-/NH3-센서(130), 및 배기가스 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에 배열되어 있는 제2 NOx-/NH3-센서(150)를 구비하며, 이 경우 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
- 내연기관을 작동하는 단계로서, 배기가스는 배기가스관(100)을 통해 흐르는 단계;
- 가솔린 미립자 필터(140)의 상류에서 배기가스 내 NH3-농도를 특징짓는 제1 NOx-/NH3-센서(130)를 이용해서 제1 측정 신호(342)를 검출하는 단계;
- 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에서 배기가스 내 NH3-농도를 특징짓는 제2 NOx-/NH3-센서(150)를 이용해서 제2 측정 신호(352)를 검출하는 단계; 및
- 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위해 제1 측정 신호(342) 및 제2 측정 신호(352)를 평가하는 단계.
The present invention relates to a method and device for diagnosing a coated gasoline particulate filter 140 of an exhaust gas pipe 100 of an internal combustion engine, wherein the exhaust gas pipe 100 is a coated gasoline particulate filter 140, an exhaust gas A first NOx-/NH3- sensor 130 arranged upstream of the gasoline particulate filter 140 in the flow direction, and a second NOx-/NH3-sensor 130 arranged downstream of the gasoline particulate filter 140 in the exhaust gas flow direction. Equipped with an NH3-sensor 150, in this case the method according to the invention comprises the following steps:
- A step of operating the internal combustion engine, wherein the exhaust gas flows through the exhaust gas pipe 100;
- detecting a first measurement signal 342 using a first NOx-/NH3-sensor (130) characterizing the NH3-concentration in the exhaust gas upstream of the gasoline particulate filter (140);
- detecting a second measurement signal (352) downstream of the gasoline particulate filter (140) using a second NOx-/NH3-sensor (150) characterizing the NH3-concentration in the exhaust gas; and
- evaluating the first measurement signal 342 and the second measurement signal 352 to diagnose the coated gasoline particulate filter 140.

Description

내연기관의 배기가스관의 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING A COATED OTTO PARTICLE FILTER OF AN EXHAUST TRACT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}Method and device for diagnosing a coated gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine {METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING A COATED OTTO PARTICLE FILTER OF AN EXHAUST TRACT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 개시내용은, 내연기관의 배기가스관의 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 여기서 코팅된 가솔린 미립자 필터의 배기가스관은 코팅된 가솔린 미립자 필터, 배기가스 흐름 방향으로 상기 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에 배열되어 있는 제1 NOx-/NH3-센서, 및 배기가스 흐름 방향으로 상기 코팅된 가솔린 미립자 필터의 하류에 배열되어 있는 제2 NOx-/NH3-센서를 구비한다.The present disclosure relates to a method and apparatus for diagnosing a coated gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine, wherein the exhaust gas pipe of the coated gasoline particulate filter is a coated gasoline particulate filter, said coating in the exhaust gas flow direction. a first NOx-/NH3-sensor arranged upstream of the coated gasoline particulate filter, and a second NOx-/NH3-sensor arranged downstream of the coated gasoline particulate filter in the exhaust gas flow direction.

내연기관의 배기가스관은, 연소실로부터 유래하는 배기가스를 후처리 하도록 그리고 배기가스를 주변 환경으로 안내하도록 설계되어 있다. 배기가스 후처리의 경우에는, 예를 들어 오염 물질이 배기가스로부터 걸러지거나 줄어든다. 상이한 당국의 점점 더 엄격해지는 규제로 인해, 점점 더 많은 가솔린 엔진이 미립자 필터를 구비함으로써, 결과적으로 배기가스로부터 유래하는 미립자는 미립자 필터 내에 결합되어 미립자가 주변 환경으로 유입되지 않게 된다. 가솔린 미립자 필터는 연소 중에 생성되는 미립자의 상당 부분을 배기가스로부터 걸러낸다. 추가로, 배기가스관은 탄화수소, 일산화탄소 및 질소 산화물과 같은 오염 물질을 물 및 이산화탄소와 같은 무해한 배기가스 성분으로 환원시키는 배기가스 촉매 변환기를 구비할 수 있다.The exhaust gas pipe of an internal combustion engine is designed to after-process the exhaust gases originating from the combustion chamber and to guide the exhaust gases to the surrounding environment. In the case of exhaust gas aftertreatment, for example, pollutants are filtered or reduced from the exhaust gases. Due to increasingly stringent regulations from different authorities, more and more gasoline engines are equipped with particulate filters, with the result that particulates originating from exhaust gases are bound within the particulate filter, preventing the particulates from entering the surrounding environment. Gasoline particulate filters filter a significant portion of the particulates produced during combustion from exhaust gases. Additionally, the exhaust pipe may be equipped with an exhaust catalytic converter that reduces pollutants such as hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides to harmless exhaust gas components such as water and carbon dioxide.

가솔린 미립자 필터의 기능은 통상적으로 가솔린 미립자 필터를 통해 차압 신호를 평가함으로써 실현된다. 하지만, 가솔린 미립자 필터의 기능을 모니터링하기 위한 이와 같은 종래의 방법은 정확하지 않으며 가솔린 미립자 필터 내에서 잠재적인 손상 또는 결함을 신뢰할 만하게 감지할 수 없다. 손상에 대한 가솔린 미립자 필터의 신뢰할 수 없는 진단으로 인해, 당국은 전 세계적으로 아직까지 엄격한 미립자 수 임계값을 정의하지 않았는데, 그 이유는 손상된 가솔린 미립자 필터를 감지하기 위한 강력한 솔루션이 지금까지는 없었기 때문이다.The function of the gasoline particulate filter is typically realized by evaluating the differential pressure signal through the gasoline particulate filter. However, these conventional methods for monitoring the function of gasoline particulate filters are inaccurate and cannot reliably detect potential damage or defects within the gasoline particulate filter. Due to the unreliable diagnosis of gasoline particulate filters for damage, authorities worldwide have not yet defined strict particulate count thresholds, as no robust solution for detecting damaged gasoline particulate filters has hitherto been available. .

그렇기 때문에, 본 개시의 과제는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터의 신뢰할 만한 진단을 실행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Therefore, the object of the present disclosure is to provide a method and device that can perform reliable diagnosis of a gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine.

상기 과제는, 독립 특허 청구항들의 특징부들에 의해서 해결된다. 본 개시의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.The above problem is solved by the features of the independent patent claims. Preferred embodiments of the disclosure are specified in the dependent claims.

본 개시에 따르면, 내연기관의 배기가스관의 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법은 코팅된 가솔린 미립자 필터, 배기가스 흐름 방향으로 상기 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에 배열되어 있는 제1 NOx-/NH3-센서, 및 배기가스 흐름 방향으로 상기 코팅된 가솔린 미립자 필터의 하류에 배열되어 있는 제2 NOx-/NH3-센서를 구비한다. NOx-/NH3-센서는 NOx-센서 또는 NH3-센서(암모니아 센서)를 포함할 수 있다. 그에 따라, 내연기관으로부터 유래하고 배기가스관을 통과해서 흐르고 배기가스는 먼저 제1 NOx-/NH3-센서를 통과하고, 그 다음에 코팅된 가솔린 미립자 필터 내로 흘러들어가며, 그 후에 제2 NOx-/NH3-센서를 통과한다. 코팅된 가솔린 미립자 필터는 배기가스로부터 미립자를 걸러내도록 설계되어 있다. 본 개시에 따르면, 제1 방법 단계에서는 내연기관이 작동되고, 이로 인해 배기가스는 배기가스관을 통과해서 흐르게 되는데, 그 이유는 공기-연료 혼합물이 내연기관의 연소실 내에서 연소되고, 이로 인해 배기가스관을 통과해서 주변 환경으로 방출되는 배기가스가 생성되기 때문이다. 이 배기가스 내에는, 코팅된 가솔린 미립자 필터에 의해서 걸러져야만 하는 미립자가 존재할 수 있다.According to the present disclosure, a method for diagnosing a coated gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine includes a coated gasoline particulate filter, a first NOx-/ an NH3-sensor and a second NOx-/NH3-sensor arranged downstream of the coated gasoline particulate filter in the exhaust gas flow direction. The NOx-/NH3-sensor may include a NOx-sensor or a NH3-sensor (ammonia sensor). Accordingly, the exhaust gases originating from the internal combustion engine and flowing through the exhaust pipe first pass through the first NOx-/NH3-sensor and then into the coated gasoline particulate filter and then into the second NOx-/NH3-sensor. -Pass through the sensor. Coated gasoline particulate filters are designed to filter out particulates from exhaust gases. According to the present disclosure, in the first method step, the internal combustion engine is operated, thereby causing exhaust gases to flow through the exhaust pipe, because the air-fuel mixture is combusted within the combustion chamber of the internal combustion engine, thereby causing the exhaust gas pipe to flow. This is because exhaust gas is generated that passes through and is released into the surrounding environment. Within this exhaust gas, there may be particulates that must be filtered out by a coated gasoline particulate filter.

본 개시에 따르면, 제2 단계에서는, 가솔린 미립자 필터의 상류에서 배기가스 내 NH3-농도를 특징짓는 제1 측정 신호가 제1 NOx-/NH3-센서를 이용해서 검출된다. 그에 따라, 제1 측정 신호에서는 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에서 배기가스 내 NH3-농도가 검출될 수 있다. NOx-센서는 NH3 교차 감도로 측정 신호를 검출하였고, 이로부터 NH3-농도가 결정될 수 있다. 본 개시에 따르면, 또 다른 일 단계에서는, 가솔린 미립자 필터의 하류에서 배기가스 내 NH3-농도를 특징짓는 제2 측정 신호가 제2 NOx-/NH3-센서를 이용해서 검출된다. 그에 따라, 제2 측정 신호를 이용해서는 코팅된 가솔린 미립자 필터의 하류에서 배기가스 내 NH3-농도가 검출될 수 있다. 본 개시에 따라, 또 다른 일 단계에서는, 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위해 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호가 평가된다. 코팅된 가솔린 미립자 필터는 본 개시에 따라 미립자의 여과와 병행하여 배기가스로부터 유래하는 기체 상태의 오염 물질, 특히 탄화수소, 일산화탄소 및 질소 산화물을 변환한다. 산소가 약간 과잉인 상태 또는 약간 부족한 상태에서도 변환을 실행하기 위하여, 가솔린 미립자 필터의 코팅은 일 실시예에 따라 전형적으로 산소 저장 특성을 갖는다.According to the present disclosure, in a second step, a first measurement signal characterizing the NH3- concentration in the exhaust gas is detected upstream of the gasoline particulate filter using a first NOx-/NH3-sensor. Accordingly, in the first measurement signal the NH3- concentration in the exhaust gas can be detected upstream of the coated gasoline particulate filter. The NOx-sensor detected the measurement signal with NH3 cross-sensitivity, from which the NH3-concentration could be determined. According to the present disclosure, in another step, downstream of the gasoline particulate filter, a second measurement signal characterizing the NH3- concentration in the exhaust gas is detected using a second NOx-/NH3-sensor. Accordingly, using the second measurement signal, the NH3- concentration in the exhaust gas can be detected downstream of the coated gasoline particulate filter. According to the present disclosure, in another step, the first measurement signal and the second measurement signal are evaluated to diagnose a coated gasoline particulate filter. A coated gasoline particulate filter according to the present disclosure converts gaseous pollutants, especially hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides, from exhaust gases in parallel with the filtration of particulates. In order to carry out the conversion even in slightly oxygen-rich or slightly oxygen-deficient conditions, the coating of the gasoline particulate filter typically has oxygen storage properties, according to one embodiment.

제1 NOx-/NH3-센서의 제1 측정 신호 내에서 예를 들어 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에서 배기가스 내 NH3-농도의 증가를 볼 수 있다면, 그에 따라 더 많은 NH3가 코팅된 가솔린 미립자 필터 내로 유입된다. 코팅된 가솔린 미립자 필터의 변환 능력은, 가솔린 미립자 필터 내로 유입되는 NH3가 변환되고 이로 인해 감소되도록 허용한다. 그에 따라, 가솔린 미립자 필터가 손상되어 있지 않으면, NH3-농도는 코팅된 가솔린 미립자 필터에 걸쳐서 변한다. 그에 따라, 제2 측정 신호를 이용해서는, 코팅된 가솔린 미립자 필터의 변환 특성으로 인한 NH3-농도에서의 차이가 검출될 수 있다. 본 개시에 따라 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위해 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호가 이용될 수 있음으로써, 가솔린 미립자 필터 내에서 NH3의 변환이 이루어졌는지의 여부에 대한 결론이 도출될 수 있다. 가솔린 미립자 필터가 손상되어 있으면, NH3의 일 부분이 방해받지 않고 가솔린 미립자 필터를 통과해서 흐르게 되며, 이와 같은 상황은 제2 측정 신호 내에서 볼 수 있다. 그에 따라, 본 개시에 따르면, 가솔린 미립자 필터의 진단이 매우 간단하고 정확한 유형 및 방식으로 실행될 수 있다. 이로 인해서는, 예를 들어 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에서의 높은 열 응력으로 인한 균열과 같은 손상이 감지될 수 있다.If within the first measurement signal of the first NOx-/NH3-sensor an increase in the NH3-concentration in the exhaust gas can be seen, for example upstream of the coated gasoline particulate filter, then more NH3 will be present in the coated gasoline particulate filter. flows into me. The conversion capability of the coated gasoline particulate filter allows NH3 entering the gasoline particulate filter to be converted and thereby reduced. Accordingly, if the gasoline particulate filter is not damaged, the NH3-concentration varies across the coated gasoline particulate filter. Accordingly, using the second measurement signal, differences in NH3-concentration due to the conversion properties of the coated gasoline particulate filter can be detected. The first measurement signal and the second measurement signal can be used to diagnose a gasoline particulate filter coated according to the present disclosure, such that a conclusion can be drawn as to whether conversion of NH3 has occurred in the gasoline particulate filter. . If the gasoline particulate filter is damaged, a portion of the NH3 will flow through the gasoline particulate filter unhindered, and this can be seen in the second measurement signal. Accordingly, according to the present disclosure, the diagnosis of a gasoline particulate filter can be carried out in a very simple and accurate manner and manner. This can lead to the detection of damage, for example cracks due to high thermal stresses in the coated gasoline particulate filter.

일 실시예에 따르면, 평가를 위해 제1 측정 신호가 제2 측정 신호와 비교되고, 제1 측정 신호 내에서 그리고 제2 측정 신호 내에서 NH3-농도의 증가가 거의 동시에 검출되면, 코팅된 가솔린 미립자 필터가 손상된 것으로 인식된다. 코팅된 가솔린 미립자 필터가 손상되었다면, NH3가 거의 방해를 받지 않고 코팅된 가솔린 미립자 필터를 통과해서 흐를 수 있게 되며, 이로 인해 제1 NOx-/NH3-센서의 측정 신호 내에서 검출된 NH3-농도의 증가는 제2 NOx-/NH3-센서의 제2 측정 신호 내에서 검출된 NH3-농도의 증가를 거의 동시에 따라간다. 그에 따라, 이와 같은 방식에 의해서는, 가솔린 미립자 필터의 손상과 관련된 가솔린 미립자 필터의 진단이 바람직하게는 간단하지만 또한 정확하게 인식될 수 있다. 제2 측정 신호와 제1 측정 신호의 비교는 일 실시예에 따라 효율, 차이 또는 필터링의 계산을 포함할 수 있다.According to one embodiment, for the evaluation a first measurement signal is compared with a second measurement signal and if an increase in NH3-concentration is detected almost simultaneously in the first measurement signal and in the second measurement signal, the coated gasoline particulates The filter is recognized as damaged. If the coated gasoline particulate filter is damaged, NH3 can flow through the coated gasoline particulate filter almost unhindered, which will cause the NH3-concentration detected within the measurement signal of the first NOx-/NH3-sensor to change. The increase follows almost simultaneously the increase in the NH3-concentration detected in the second measurement signal of the second NOx-/NH3-sensor. Accordingly, in this way, the diagnosis of the gasoline particulate filter related to damage to the gasoline particulate filter can be preferably recognized simply but also accurately. Comparison of the second measurement signal with the first measurement signal may include calculation of efficiency, difference, or filtering, depending on one embodiment.

일 실시예에 따르면, 코팅된 가솔린 미립자 필터는 NH3의 변환을 위해 이용되는 산소를 저장할 수 있으며, 이 경우 이 방법은 다만 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에 미리 결정된 양의 산소가 존재하는 경우에만 실행된다. 코팅된 가솔린 미립자 필터 내의 산소에 의해서는 NH3가 변환될 수 있다. 변환을 위해 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에 산소가 존재하지 않으면, 그에 따라 또한 NH3가 전혀 또는 거의 변환되지 않음으로써, 결과적으로 NH3는 변환되지 않은/방해를 받지 않는 상태로 코팅된 가솔린 미립자 필터를 통과해서 흐르게 된다. 그에 따라 가솔린 미립자 필터 내에 산소가 전혀 존재하지 않을 때에 이 방법이 실행되면, NH3가 방해를 받지 않거나 변환되지 않은 상태로 가솔린 미립자 필터를 통과해서 흐름으로써, 이 방법에 의해 가솔린 미립자 필터의 손상이 진단될 수 있다. 이와 같은 상황은 피해져야만 한다. 그에 따라, 이 방법은, 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에 미리 결정된 양의 산소(예를 들어 최대로 가능한 산소 농도의 50%)가 존재하는 경우에만 실행되어야 하는데, 그 이유는 다만 이와 같은 경우에만 이미 설명된 바와 같이 NH3가 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에서 변환되기 때문이다. NH3가 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에서는 산소에 의해 변환됨으로써, 제1 NOx-/NH3-센서의 측정 신호는 제2 NOx-/NH3-센서의 측정 신호와 구별된다. 이와 같은 구별은, 가솔린 미립자 필터가 손상되지 않았다는 것을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 산소가 충분히 존재함에도 불구하고 NOx-/NH3-센서의 측정 신호 내에서의 증가가 제2 NOx-/NH3-센서의 제2 측정 신호 내에서의 증가를 곧바로 따라간다면, 그에 따라 가솔린 미립자 필터의 손상 또는 효율 감소에 대한 결론이 도출될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 이 방법의 정확성은 추가로 바람직하게 증가될 수 있다.According to one embodiment, the coated gasoline particulate filter can store oxygen that is used for the conversion of NH3, where the method is only carried out if a predetermined amount of oxygen is present in the coated gasoline particulate filter. NH3 can be converted by oxygen in the coated gasoline particulate filter. If no oxygen is present in the coated gasoline particulate filter for conversion, then also no or little NH3 is converted, with the result that NH3 passes through the coated gasoline particulate filter in an unconverted/unhindered state. It flows. Accordingly, if this method is performed when no oxygen is present in the gasoline particulate filter, NH3 will flow through the gasoline particulate filter unimpeded or unconverted, thereby diagnosing damage to the gasoline particulate filter. It can be. Situations like this must be avoided. Accordingly, this method should only be carried out if a predetermined amount of oxygen (e.g. 50% of the maximum possible oxygen concentration) is present in the coated gasoline particulate filter, for the reasons already explained in this case only. This is because NH3 is converted within the coated gasoline particulate filter as described. NH3 is converted by oxygen in the coated gasoline particulate filter, thereby distinguishing the measurement signal of the first NOx-/NH3-sensor from the measurement signal of the second NOx-/NH3-sensor. This distinction can be interpreted to mean that the gasoline particulate filter is not damaged. If, despite the presence of sufficient oxygen, the increase in the measurement signal of the NOx-/NH3-sensor directly follows the increase in the second measurement signal of the second NOx-/NH3-sensor, then there is a corresponding damage to the gasoline particulate filter. Alternatively, a conclusion may be drawn about reduced efficiency. According to this embodiment, the accuracy of this method can be further advantageously increased.

일 실시예에 따르면, 내연기관의 배기가스관이 제1 NOx-/NH3-센서의 상류에 배열되어 있는 배기가스 촉매 변환기를 구비함으로써, 결과적으로 배기가스는 먼저 배기가스 촉매 변환기를 통과해서 흐르게 되며, 이 경우에는 내연기관의 작동이 아화학량론적으로 이루어짐으로써, 결과적으로 배기가스 촉매 변환기는 NH3를 생성하게 되고, 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 검출 및 평가는 NH3가 배기가스 촉매 변환기로부터 유출되는 경우에 비로소 개시된다. 배기가스 촉매 변환기는 배기가스로부터 오염 물질을 줄이도록 그리고 결합하도록 설계되어 있다. 내연기관이 아화학량론적으로 작동하는 경우에는, 산소 부족으로 인해 연소될 수 없었던 연료 잔류물(HC 탄화수소)이 배기가스 내에 남아 있다. 이와 같은 잔류물은 배기가스 촉매 변환기 내에 도달하고 그곳에서 오염 물질과 함께 변환된다. 배기가스 촉매 변환기 내에서 이와 같은 오염 물질 및 탄화수소가 변환되는 동안 NH3가 생성되며, NH3는 재차 배기가스 촉매 변환기 내부에서 배기가스 촉매 변환기 내에 저장되어 있는 산소와 반응하여 질소와 물을 형성할 수 있다. 저장된 산소가 공급되고, 배기가스 촉매 변환기 내에서의 오염 물질의 변환으로 인해 NH3가 계속 생성되면, NH3가 배기가스 촉매 변환기로부터 외부로 유출된다. 배기가스 촉매 변환기로부터 외부로 유출되는 NH3는 제1 NOx-/NH3-센서에 의해 검출될 수 있으며, 이로 의해 본 실시예에 따라 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 검출 및 평가가 개시된다. 본 실시예에 따르면, 내연기관의 화학량론적인 작동으로 인해 배기가스 촉매 변환기 내에서 의도한 바대로 NH3가 생성되며, 이로 인해서는 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법이 의도한 바대로 실행될 수 있다. 그에 따라, 이 방법은 내연기관의 사전 정의된 작동 지점에서 실행될 수 있으며, 이로 인해서는 코팅된 가솔린 미립자 필터의 진단이 추가로 바람직하게 정확하게 실행될 수 있다.According to one embodiment, the exhaust gas pipe of the internal combustion engine is provided with an exhaust gas catalytic converter arranged upstream of the first NOx-/NH3-sensor, so that the exhaust gases first flow through the exhaust gas catalytic converter, In this case, the operation of the internal combustion engine is performed substoichiometrically, and as a result, the exhaust gas catalytic converter produces NH3, and the detection and evaluation of the first and second measurement signals for diagnosing the gasoline particulate filter are NH3. It only starts when the exhaust gas escapes from the catalytic converter. Exhaust catalytic converters are designed to combine and reduce pollutants from exhaust gases. When the internal combustion engine operates substoichiometrically, fuel residues (HC hydrocarbons) that could not be burned due to lack of oxygen remain in the exhaust gases. These residues reach the exhaust catalytic converter, where they are converted together with pollutants. While these pollutants and hydrocarbons are converted within the exhaust gas catalytic converter, NH3 is produced, and NH3 can then react with oxygen stored within the exhaust gas catalytic converter to form nitrogen and water. . When stored oxygen is supplied and NH3 continues to be produced due to conversion of pollutants within the exhaust gas catalytic converter, NH3 flows out of the exhaust gas catalytic converter. NH3 leaking out from the exhaust gas catalytic converter can be detected by the first NOx-/NH3-sensor, whereby the first measurement signal and the second measurement signal for diagnosing the gasoline particulate filter according to this embodiment are used. Detection and evaluation begin. According to this embodiment, the stoichiometric operation of the internal combustion engine produces NH3 as intended within the exhaust catalytic converter, thereby allowing the method for diagnosing coated gasoline particulate filters to perform as intended. there is. Accordingly, the method can be implemented at predefined operating points of the internal combustion engine, whereby the diagnosis of the coated gasoline particulate filter can additionally be carried out advantageously accurately.

일 실시예에 따르면, 배기가스 촉매 변환기로부터의 NH3의 유출은 제1 NOx-/NH3-센서를 이용해서 모니터링되고, 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 검출 및 평가는 제1 NOx-/NH3-센서의 제1 측정 신호 내에서 NH3-농도의 증가가 감지될 때에 비로소 개시된다. 본 실시예에 따르면, 배기가스 촉매 변환기를 통과하는 NH3 슬립 또는 NH3 관통이 신뢰할 수 있는 유형 및 방식으로 검출될 수 있으며, 이와 같은 NH3 슬립 또는 NH3 관통은 측정 신호의 검출 및 평가를 트리거링할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 이 방법은, 배기가스 내에서의 NH3-농도의 필수적인 증가가 배기가스 촉매 변환기의 하류에 존재하는 경우에 매우 의도된 바대로 실행될 수 있다.According to one embodiment, the emission of NH3 from the exhaust catalytic converter is monitored using a first NOx-/NH3-sensor and detection of the first and second measurement signals for diagnosing the coated gasoline particulate filter. And the evaluation begins only when an increase in NH3- concentration is detected in the first measurement signal of the first NOx-/NH3- sensor. According to the present embodiment, NH3 slip or NH3 penetration through the exhaust gas catalytic converter can be detected in a reliable type and manner, and such NH3 slip or NH3 penetration can trigger the detection and evaluation of the measurement signal. . According to the present embodiment, this method can be implemented as intended if the necessary increase in NH3- concentration in the exhaust gases is present downstream of the exhaust gas catalytic converter.

일 실시예에 따르면, 내연기관의 배기가스관은, 배기가스 촉매 변환기의 상류에 배열되어 있고 배기가스 내의 산소 농도를 검출하도록 설계되어 있는 람다 센서를 구비하며, 이로 인해서는 내연기관의 아화학량론적인 작동이 검출/모니터링될 수 있고, 이에 의해서는 제1 측정 신호 및 제2 측정 신호의 검출 및 평가가 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위해 준비될 수 있다. 그에 따라, 배기가스 촉매 변환기의 상류에 있는 람다 센서의 신호를 참조해서는, 내연기관이 화학량론적으로 작동되는지, 아화학량론적으로 작동되는지 아니면 초과 화학량론적으로 작동되는지의 여부가 검출될 수 있다. 람다 센서의 신호를 참조해서 내연기관이 미리 결정된 기간 동안 아화학량론적으로 작동되는 것으로 인식되면, 배기가스 촉매 변환기 내에서 NH3가 생성되는 것으로 결론이 내려질 수 있으며, 배기가스 촉매 변환기 내에서 산소가 소모되는 한, NH3는 배기가스 촉매 변환기로부터 배출되어 코팅된 가솔린 미립자 필터 내로 유입된다. 그렇기 때문에, 본 실시예에 따르면, 람다 센서의 신호가 이것을 허용한다면, 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법이 준비될 수 있다.According to one embodiment, the exhaust gas pipe of the internal combustion engine is provided with a lambda sensor arranged upstream of the exhaust catalytic converter and designed to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, thereby reducing the substoichiometric level of the internal combustion engine. The operation can be detected/monitored, whereby detection and evaluation of the first and second measurement signals can be prepared for diagnosing the coated gasoline particulate filter. Accordingly, by reference to the signal of the lambda sensor upstream of the exhaust gas catalytic converter, it can be detected whether the internal combustion engine is operated stoichiometrically, sub-stoichiometrically or super-stoichiometrically. If, by reference to the signal from the lambda sensor, the internal combustion engine is recognized as operating substoichiometrically for a predetermined period, it can be concluded that NH3 is produced in the exhaust catalytic converter, and oxygen is produced in the exhaust catalytic converter. As consumed, NH3 exits the exhaust catalytic converter and enters the coated gasoline particulate filter. Therefore, according to the present embodiment, a method can be prepared for diagnosing a coated gasoline particulate filter, if the signal of the lambda sensor allows this.

일 실시예에 따르면, 제1 NOx-/NH3-센서 및/또는 제2 NOx-/NH3-센서는 NOx-센서다.According to one embodiment, the first NOx-/NH3-sensor and/or the second NOx-/NH3-sensor are NOx-sensors.

NOx-센서의 신호를 참조하면 NH3의 농도에 대한 결론이 도출될 수 있음으로써, 결과적으로 상황에 따라 미리 설치된 NOx-센서에 의해서는 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에서 그리고/또는 하류에서 NH3-농도가 검출되거나 결정될 수 있다. 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에 또는 하류에 있는 NOx-센서가 특히 디젤의 경우에는 종래의 배기가스관 내에 이미 설치될 수 있음으로써, 결과적으로 본 실시예에 따르면 이 방법은 추가의 또 다른 부품 없이 기존의 배기가스관에서 실행될 수 있다.By reference to the signal of the NOx-sensor, conclusions can be drawn about the concentration of NH3 and, consequently, NH3-concentration upstream and/or downstream of the coated gasoline particulate filter, depending on the situation, by means of a pre-installed NOx-sensor. can be detected or determined. The NOx sensor upstream or downstream of the coated gasoline particulate filter can already be installed in the conventional exhaust pipe, especially in the case of diesel, and consequently, according to the present embodiment, the method can be used without any additional components. It can be implemented in the exhaust gas pipe of

일 실시예에 따르면, 제1 NOx-/NH3-센서 및/또는 제2 NOx-/NH3-센서는 NH3-센서다. NH3-센서는, 다만 자체 위치에서, 다시 말해 본 경우에는 코팅된 가솔린 미립자 필터의 상류에서 또는 하류에서 NH3-농도를 검출하도록만 설계되어 있다. 그에 따라, NH3-센서는, 자체 배열 위치에서, 본 경우에는 코팅된 미립자 필터의 상류에서 또는 하류에서 NH3/암모니아의 농도를 직접적으로 곧바로 그리고 바람직하게는 정확한 유형 및 방식으로 공급한다.According to one embodiment, the first NOx-/NH3-sensor and/or the second NOx-/NH3-sensor are NH3-sensors. The NH3-sensor is designed only to detect the NH3-concentration at its own location, i.e. upstream or downstream of the coated gasoline particulate filter. The NH3-sensor thus supplies the concentration of NH3/ammonia directly and preferably of the correct type and manner in its arrangement position, in this case upstream or downstream of the coated particulate filter.

본 개시의 또 다른 일 양태에 따르면, 내연기관의 배기가스관의 코팅된 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 장치가 제안되며, 이 경우 상기 배기가스관은 코팅된 가솔린 미립자 필터, 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터의 하류에 배열된 제1 NOx-/NH3-센서, 및 흐름 방향으로 코팅된 가솔린 미립자 필터의 하류에 배열된 제2 NOx-/NH3-센서, 전술된 방법들 중 하나를 제어하도록 설계된 제어 유닛을 구비한다. 상기 장치는 예를 들어 내연기관을 제어/조절하기 위한 제어 유닛일 수 있다. 이 장치가 제어 유닛의 일 부분이거나 예를 들어 내연기관을 갖춘 차량 내에 추가의 제어 유닛으로서 설치되어 있는 것도 생각할 수 있다.According to another aspect of the present disclosure, an apparatus for diagnosing a coated gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine is proposed, wherein the exhaust pipe has a coated gasoline particulate filter downstream of the gasoline particulate filter in the flow direction. a first NOx-/NH3-sensor arranged in and a second NOx-/NH3-sensor arranged downstream of the coated gasoline particulate filter in the flow direction, with a control unit designed to control one of the methods described above. . The device may for example be a control unit for controlling/regulating an internal combustion engine. It is also conceivable that this device is part of a control unit or is installed as an additional control unit, for example in a vehicle with an internal combustion engine.

본 개시에 따른 방법 및 장치의 실시예들 및 개선예들이 각각의 도면에 도시되어 있고, 이하의 상세한 설명을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
도면부에서:
도 1은 일 실시예에 따른 내연기관의 배기가스관의 개략도를 도시하며, 그리고
도 2는 일 실시예에 따른 복수의 서브 다이어그램을 갖는 제1 다이어그램을 도시한다.
Embodiments and improvements of the method and apparatus according to the present disclosure are shown in the respective drawings and are described in more detail with reference to the detailed description below.
In the drawing department:
1 shows a schematic diagram of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine according to one embodiment, and
2 shows a first diagram with a plurality of sub-diagrams according to one embodiment.

도 1은 내연기관의 배기가스관(100)을 보여주며, 이 경우 배기가스관(100)은 람다 센서(110), 배기가스 촉매 변환기(120), 제1 NOx-/NH3-센서(130), 코팅된 가솔린 미립자 필터(140) 및 제2 NOx-/NH3-센서(150)를 구비한다. 배기가스 촉매 변환기(120)는 배기가스의 흐름 방향으로 람다 센서(110)의 하류에 배열되어 있다. 제1 NOx-/NH3-센서(130)는 배기가스 흐름 방향으로 배기가스 촉매 변환기(120)의 하류에 배열되어 있다. 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)는 배기가스 흐름 방향으로 제1 NOx-/NH3-센서(130)의 하류에 배열되어 있다. 제2 NOx-/NH3-센서(150)는 배기가스 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에 배열되어 있다. 람다 센서(110)는, 배기가스 촉매 변환기(120)의 상류에서 배기가스의 산소 함량을 검출하도록 설계되어 있다. 배기가스 촉매 변환기(120)는, 배기가스로부터 오염 물질, 특히 탄화수소, 일산화탄소 및 질소 산화물을 변환하도록 그리고 환원시키도록 설계되어 있다. 제1 NOx-/NH3-센서(130)는, 배기가스 촉매 변환기(120)의 하류에서 그리고 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)의 상류에서 NH3-농도를 특징짓는 측정 신호를 검출하도록 설계되어 있다. 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)는, 배기가스로부터 미립자를 필터링하도록 그리고 추가로는 코팅을 이용해서 배기가스로부터 오염 물질, 특히 탄화수소, 일산화탄소 및 질소 산화물을 변환하도록 그리고 감소시키도록 설계되어 있다. 제2 NOx-/NH3-센서(150)는, 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에서 배기가스의 NH3-농도를 특징짓는 측정 신호를 검출하도록 설계되어 있다. 도 1에는, 람다 센서(110), 제1 NOx-/NH3-센서(130), 제2 NOx-/NH3-센서(150) 및 경우에 따라서는 또 다른 센서의 측정 신호를 처리하도록 설계되어 있는 제어 유닛(200)을 추가로 도시되어 있다. 또한, 제어 유닛(200)은, 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)의 방법 또는 진단을 실행하도록 그리고 필요하다면 결함 메모리 내에 결함 등록을 실시하도록 그리고 추가로 경우에 따라서는 손상된 가솔린 미립자 필터(140)와 관련된 에러를 내연기관의 사용자에게 출력하도록 설계되어 있다.Figure 1 shows the exhaust gas pipe 100 of an internal combustion engine, in this case the exhaust gas pipe 100 includes a lambda sensor 110, an exhaust gas catalytic converter 120, a first NOx-/NH3-sensor 130, and a coating. Equipped with a gasoline particulate filter (140) and a second NOx-/NH3-sensor (150). The exhaust gas catalytic converter 120 is arranged downstream of the lambda sensor 110 in the direction of exhaust gas flow. The first NOx-/NH3-sensor 130 is arranged downstream of the exhaust gas catalytic converter 120 in the exhaust gas flow direction. The coated gasoline particulate filter 140 is arranged downstream of the first NOx-/NH3-sensor 130 in the exhaust gas flow direction. The second NOx-/NH3-sensor 150 is arranged downstream of the gasoline particulate filter 140 in the exhaust gas flow direction. The lambda sensor 110 is designed to detect the oxygen content of the exhaust gas upstream of the exhaust gas catalytic converter 120. The exhaust catalytic converter 120 is designed to convert and reduce pollutants, particularly hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides, from exhaust gases. The first NOx-/NH3-sensor 130 is designed to detect a measurement signal characterizing the NH3-concentration downstream of the exhaust catalytic converter 120 and upstream of the coated gasoline particulate filter 140. The coated gasoline particulate filter 140 is designed to filter particulates from the exhaust gases and further convert and reduce pollutants, especially hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides, from the exhaust gases using the coating. The second NOx-/NH3-sensor 150 is designed to detect a measurement signal characterizing the NH3-concentration of the exhaust gas downstream of the coated gasoline particulate filter 140. In Figure 1, the lambda sensor 110, the first NOx-/NH3-sensor 130, the second NOx-/NH3-sensor 150 and, in some cases, are designed to process measurement signals from another sensor. A control unit 200 is additionally shown. In addition, the control unit 200 is configured to perform a method or diagnosis of the coated gasoline particulate filter 140 and, if necessary, to perform fault registration in the fault memory and further, if necessary, to perform a diagnostic test on the coated gasoline particulate filter 140 and the damaged gasoline particulate filter 140 . It is designed to output related errors to the user of the internal combustion engine.

도 2는, 각각 상이한 변수를 시간에 걸쳐 도시하는 복수의 서브 다이어그램(310 내지 350)을 갖는 다이어그램(300)을 보여준다. 제1 서브 다이어그램(310)은 시간에 걸친 람다 센서(110)의 람다 값(312)을 보여준다. 제2 서브 다이어그램(320)은 시간에 걸친 배기가스 촉매 변환기(120) 내의 산소 함량 또는 산소 질량(322)을 보여준다. 제3 서브 다이어그램(330)은 시간에 걸친 가솔린 미립자 필터(140) 내의 산소 함량 또는 산소 질량(332)을 보여준다. 제4 서브 다이어그램(340)은 제1 측정 신호(342) 및 그에 따라 시간에 걸친 가솔린 미립자 필터(140) 상류에서의 NH3-농도를 보여준다. 제5 서브 다이어그램(350)은 제2 측정 신호(352) 및 그에 따라 시간에 걸친 가솔린 미립자 필터(140) 하류에서의 NH3-농도를 보여준다.Figure 2 shows a diagram 300 with a plurality of subdiagrams 310-350, each depicting a different variable over time. The first sub-diagram 310 shows the lambda value 312 of the lambda sensor 110 over time. The second sub-diagram 320 shows the oxygen content or oxygen mass 322 within the exhaust catalytic converter 120 over time. The third sub-diagram 330 shows the oxygen content or oxygen mass 332 in the gasoline particulate filter 140 over time. The fourth sub-diagram 340 shows the first measurement signal 342 and thus the NH3-concentration upstream of the gasoline particulate filter 140 over time. The fifth sub-diagram 350 shows the second measurement signal 352 and thus the NH3-concentration downstream of the gasoline particulate filter 140 over time.

제1 서브 다이어그램(310)에서는, 처음에는 내연기관이 초과 화학량론적으로 작동되고, 그 다음에는 아화학량론적으로 작동되며, 그 후에는 재차 초과 화학량론적으로 작동되고, 그 후에는 화학량론적으로 작동된다는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 상황은 람다 값(312)을 참조해서 알 수 있다. 화학량론적인 작동은 제1 서브 다이어그램(310)에 점선(314)으로 표시되어 있다. 화학량론적인 작동은 람다 = 1인 경우에 보장되었는데, 다시 말하자면 혼합물의 완전 연소를 위해 필요한 만큼의 연료 및 산소 부분이 존재하는 경우에 보장되었다.In the first sub-diagram 310, the internal combustion engine is first operated super-stoichiometrically, then sub-stoichiometrically, then super-stoichiometrically again, and then stoichiometrically. You can see that this situation can be known by referring to the lambda value (312). Stoichiometric operation is indicated by dashed line 314 in the first sub-diagram 310. Stoichiometric operation is ensured when lambda = 1, i.e. when sufficient fuel and oxygen fractions are present for complete combustion of the mixture.

제2 서브 다이어그램(320)에서는, 초과 화학량론적인 작동에도 불구하고 배기가스 촉매 변환기(120) 내의 산소 함량 또는 산소 질량(322)이 더 이상 증가하지 않는다는 것, 다시 말하자면 촉매 변환기(120) 내에서 이미 최대 산소 부하에 도달했다는 것을 알 수 있다. 내연기관이 아화학량론적으로 작동되자마자, NH3가 질소 및 물로 환원됨으로 인해 그리고 배기가스에 의해 배기가스 촉매 변환기(120) 내로 추가의 산소가 유입되지 않음으로써, 배기가스 촉매 변환기(120) 내의 산소 질량(322)은 강하하게 된다. 그 후에 제2 서브 다이어그램(320)에서는, 배기가스 촉매 변환기(120) 내에 더 이상 산소가 존재하지 않게 되자마자, 산소 함량 또는 산소 질량(322)이 최소값에 도달했다는 것을 알 수 있다. 내연기관이 재차 초과 화학량론적으로 작동되자마자, 다시 말해 배기가스 내에 산소가 추가로 존재하고 그에 따라 배기가스 촉매 변환기(120)에 공급되자마자, 배기가스 촉매 변환기(120) 내의 산소 함량 또는 산소 질량(322)은 재차 증가하게 되는데, 그 이유는 산소가 재차 새로이 저장되기 때문이다. 내연기관이 화학량론적으로 재차 작동되자마자, 산소 함량 또는 산소 질량(322)은 일정하게 유지된다. 다시 말하자면, 배기가스에 제공될 산소가 전혀 없기 때문에 더 이상 새로운 산소가 저장되지 않지만, NH3가 환원될 필요가 없기 때문에 NH3의 환원을 위해서도 산소가 전혀 필요치 않다.In the second sub-diagram 320, it is shown that despite super-stoichiometric operation, the oxygen content or oxygen mass 322 within the exhaust catalytic converter 120 no longer increases, i.e. within the catalytic converter 120. You can see that the maximum oxygen load has already been reached. As soon as the internal combustion engine operates substoichiometrically, oxygen in the exhaust catalytic converter 120 is reduced due to reduction of NH3 to nitrogen and water and no additional oxygen is introduced into the exhaust catalytic converter 120 by the exhaust gases. Mass 322 descends. Then in the second sub-diagram 320 it can be seen that as soon as there is no more oxygen in the exhaust catalytic converter 120, the oxygen content or oxygen mass 322 has reached a minimum value. As soon as the internal combustion engine is again operated super-stoichiometrically, i.e. as soon as additional oxygen is present in the exhaust gases and thus supplied to the exhaust gas catalytic converter 120, the oxygen content or oxygen mass in the exhaust gas catalytic converter 120 (322) increases again because oxygen is stored again. As soon as the internal combustion engine is operating stoichiometrically again, the oxygen content or oxygen mass 322 remains constant. In other words, no more new oxygen is stored because there is no oxygen to be provided in the exhaust gases, but since NH3 does not need to be reduced, no oxygen is needed for the reduction of NH3.

제3 서브 다이어그램(330)에는, 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)(GPF: Gasoline Particulate Filter) 내의 산소 함량 또는 산소 질량(332)이 시간에 걸쳐 도시되어 있다. 본 서브 다이어그램에서는, 배기가스 촉매 변환기 내에 더 이상 산소가 존재하지 않는 시점부터 산소 함량 또는 산소 질량(332)이 마찬가지로 감소하게 될 때까지, 산소 함량 또는 산소 질량(332)이 처음에는 높은 수준에서 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 상황은, NH3가 배기가스 촉매 변환기(120)에 의해 배기가스 내로 송출되고 이로 인해 코팅된 가솔린 미립자 필터(140) 내에 도달함으로써 발생한다. 상기 NH3는, 코팅된 가솔린 미립자 필터(140) 내에 산소가 존재하는 한, 코팅된 가솔린 미립자 필터 내에서 환원된다. 가솔린 미립자 필터(140) 내에 더 이상 산소가 존재하지 않는 시점부터, NH3의 환원도 더 이상 이루어지지 않게 되며, 산소 함량 또는 산소 질량(332)은 가솔린 미립자 필터(140) 내에서 자신의 최소값에 도달하게 된다.In the third sub-diagram 330, the oxygen content or oxygen mass 332 in a coated Gasoline Particulate Filter (GPF) 140 is shown over time. In this sub-diagram, the oxygen content or oxygen mass 332 is initially constant at a high level from the point when there is no more oxygen in the exhaust catalytic converter until the oxygen content or oxygen mass 332 decreases as well. It can be seen that it is maintained. This situation occurs when NH3 is delivered into the exhaust gas by the exhaust gas catalytic converter 120 and thereby reaches the coated gasoline particulate filter 140. The NH3 is reduced within the coated gasoline particulate filter 140 as long as oxygen is present within the coated gasoline particulate filter 140. From the point where oxygen is no longer present within the gasoline particulate filter 140, no further reduction of NH3 occurs and the oxygen content or oxygen mass 332 reaches its minimum value within the gasoline particulate filter 140. I do it.

제4 서브 다이어그램(340)은, 제1 측정 신호(342), 그에 따라 배기가스 촉매 변환기(120) 하류에서의 그리고 코팅된 가솔린 미립자 필터(140) 상류에서의 NH3-농도를 보여준다. 제4 서브 다이어그램(340)으로부터는, NH3의 환원을 위해 배기가스 촉매 변환기(120) 내에 더 이상 산소가 존재하지 않는 시점까지는, 배기가스 촉매 변환기(120) 하류에서의 NH3-농도가 0이거나 NH3가 전혀 존재하지 않는다는 것을 알 수 있다. 배기가스 촉매 변환기(120) 내에 더 이상 산소가 존재하지 않게 되자마자, 그에 따라 NH3 관통이 이루어지고, 이로 인해 배기가스 촉매 변환기(120)의 하류에서는 NH3-농도가 증가하게 된다. 이와 같은 상황은, 제4 서브 다이어그램(340)에서 제1 측정 신호(342)로부터 알 수 있다. 산소가 재차 배기가스 촉매 변환기(120)에 공급되자마자, 배기가스 촉매 변환기(120) 하류에서의 NH3의 농도가 비로소 재차 강하하게 되며, 이로 인해 NH3는 재차 감소될 수 있다.The fourth sub-diagram 340 shows the first measurement signal 342 and thus the NH3-concentration downstream of the exhaust catalytic converter 120 and upstream of the coated gasoline particulate filter 140. From the fourth sub-diagram 340, it can be seen that the NH3-concentration downstream of the exhaust catalytic converter 120 is zero or You can see that it does not exist at all. As soon as there is no longer oxygen in the exhaust catalytic converter 120 , NH3 penetration occurs, which results in an increase in NH3- concentration downstream of the exhaust catalytic converter 120. This situation can be seen from the first measurement signal 342 in the fourth sub-diagram 340. As soon as oxygen is supplied to the exhaust gas catalytic converter 120 again, the concentration of NH3 downstream of the exhaust gas catalytic converter 120 begins to drop again, which may cause NH3 to decrease again.

제5 서브 다이어그램(350)은 2개의 제2 측정 신호(352)를 시간에 걸쳐 보여주며, 그에 따라 이들 측정 신호는 가솔린 미립자 필터(140)의 상이한 상태에서 가솔린 미립자 필터(140) 하류에서의 NH3-농도를 도시한다. 제5 서브 다이어그램(350) 내에 도시된 제2 측정 신호(352a)는 손상된 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)를 보여준다. 제5 서브 다이어그램(350) 내에 도시된 제2 측정 신호(352b)는 손상되지 않아서 기능을 할 수 있는 가솔린 미립자 필터(140)에서의 측정 신호를 보여준다. 손상된 가솔린 미립자 필터(140)에서의 가솔린 미립자 필터(140) 하류에서의 NH3-농도는 가솔린 미립자 필터(140) 상류에서의 NH3-농도를 거의 동시에 따라간다. 그에 따라, 여기에서는, NH3가 변환되지 않은 상태로 가솔린 미립자 필터(140)를 통과해서 흐른다는 것을 알 수 있다. 그에 따라, 가솔린 미립자 필터(140)가 예를 들어 크랙을 가짐으로써, 결과적으로 NH3는 방해를 받지 않은 상태로 관류할 수 있게 된다. 그에 따라, 제1 측정 신호(342) 및 제2 측정 신호(352)를 참조해서는, 가솔린 미립자 필터(140)의 손상이 확인될 수 있다. 산소가 존재하는 손상되지 않은 가솔린 미립자 필터(140)가 NH3를 변환함으로써, 결과적으로 처음에는 NH3가 가솔린 미립자 필터(140)로부터 배출되지 않는다. 가솔린 미립자 필터(140) 내에 더 이상 산소가 존재하지 않게 되자마자 비로소, NH3가 손상되지 않은 가솔린 미립자 필터(140)로부터 배출됨으로써, 결과적으로 그 다음에는 가솔린 미립자 필터(140) 하류에서의 NH3-농도도 증가하게 된다. 하지만, 이와 같은 증가는 시간 오프셋 된 상태에서 이루어진다. 이와 같은 시간 오프셋은, NH3를 변환하기 위해 가솔린 미립자 필터(140) 내에 더 이상 산소가 존재하지 않게 되자마자 비로소 증가하는 도시된 제2 측정 신호(352b)를 이용해서 제5 서브다이어그램(350) 내에 도시되어 있다{제3 서브다이어그램(330) 참조}. 그에 따라, 제2 측정 신호(352b) 내에서의 증가가 제1 측정 신호(342) 내에서의 증가에 대해 시간 오프셋 되어 있다면, 기능을 할 수 있는 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)에 대하여 결론이 내려질 수 있다.The fifth sub-diagram 350 shows two second measurement signals 352 over time, whereby these measurement signals represent NH3 downstream of the gasoline particulate filter 140 at different states of the gasoline particulate filter 140. -Draw the concentration. The second measurement signal 352a shown in the fifth sub-diagram 350 shows a damaged coated gasoline particulate filter 140. The second measurement signal 352b shown in the fifth sub-diagram 350 shows the measurement signal from a gasoline particulate filter 140 that is intact and capable of functioning. The NH3-concentration downstream of the gasoline particulate filter 140 in a damaged gasoline particulate filter 140 follows the NH3-concentration upstream of the gasoline particulate filter 140 almost simultaneously. Accordingly, it can be seen here that NH3 flows through the gasoline particulate filter 140 in an unconverted state. Accordingly, the gasoline particulate filter 140 may, for example, have cracks, with the result that NH3 can flow through unhindered. Accordingly, damage to the gasoline particulate filter 140 can be confirmed with reference to the first measurement signal 342 and the second measurement signal 352. The intact gasoline particulate filter 140 in the presence of oxygen converts NH3, with the result that initially no NH3 is discharged from the gasoline particulate filter 140. As soon as oxygen is no longer present in the gasoline particulate filter 140, NH3 is released from the intact gasoline particulate filter 140, resulting in a higher NH3-concentration downstream of the gasoline particulate filter 140. also increases. However, this increase occurs in a time offset state. This time offset can be seen in the fifth subdiagram 350 using the second measurement signal 352b shown, which increases only as soon as there is no more oxygen in the gasoline particulate filter 140 to convert NH3. is shown {see third subdiagram 330}. Accordingly, if the increase in the second measurement signal 352b is offset in time with respect to the increase in the first measurement signal 342, it can be concluded that the coated gasoline particulate filter 140 is capable of functioning. It can be taken down.

Claims (9)

내연기관의 배기가스관(100)의 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위한 방법으로서,
상기 배기가스관(100)은 코팅된 가솔린 미립자 필터(140), 배기가스 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터(140)의 상류에 배열되어 있는 제1 센서(130), 및 배기가스 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에 배열되어 있는 제2 센서(150)를 구비하며, 상기 방법은,
- 내연기관을 작동하는 단계로서, 배기가스는 배기가스관(100)을 통해 흐르는 단계;
- 가솔린 미립자 필터(140)의 상류에서 배기가스 내 NH3-농도를 특징짓는 제1 센서(130)를 이용해서 제1 측정 신호(342)를 검출하는 단계;
- 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에서 배기가스 내 NH3-농도를 특징짓는 제2 센서(150)를 이용해서 제2 측정 신호(352)를 검출하는 단계; 및
- 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위해 제1 측정 신호(342) 및 제2 측정 신호(352)를 평가하는 단계
를 포함하고,
상기 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)는 NH3의 변환을 위해 이용되는 산소를 저장할 수 있으며, 상기 방법은 다만 코팅된 가솔린 미립자 필터(140) 내에 미리 결정된 양의 산소가 존재하는 경우에만 실행되는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법.
As a method for diagnosing the gasoline particulate filter 140 of the exhaust gas pipe 100 of an internal combustion engine,
The exhaust gas pipe 100 includes a coated gasoline particulate filter 140, a first sensor 130 arranged upstream of the gasoline particulate filter 140 in the exhaust gas flow direction, and a gasoline particulate filter ( It has a second sensor 150 arranged downstream of 140, and the method includes:
- A step of operating the internal combustion engine, wherein the exhaust gas flows through the exhaust gas pipe 100;
- detecting a first measurement signal 342 using a first sensor 130 characterizing the NH3-concentration in the exhaust gas upstream of the gasoline particulate filter 140;
- detecting a second measurement signal 352 using a second sensor 150 characterizing the NH3-concentration in the exhaust gas downstream of the gasoline particulate filter 140; and
- evaluating the first measurement signal 342 and the second measurement signal 352 to diagnose the coated gasoline particulate filter 140
Including,
The coated gasoline particulate filter 140 can store oxygen that is used for conversion of NH3, wherein the method is carried out only when a predetermined amount of oxygen is present in the coated gasoline particulate filter 140. Method for diagnosing gasoline particulate filters in engine exhaust pipes.
제1항에 있어서, 평가를 위해 상기 제1 측정 신호(342)가 상기 제2 측정 신호(352)와 비교되고, 제1 측정 신호(342) 내에서 그리고 제2 측정 신호(352) 내에서 NH3-농도의 증가가 동시에 검출되면, 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)가 손상된 것으로 인식하는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법.2. The method of claim 1, wherein for evaluation the first measurement signal (342) is compared with the second measurement signal (352), NH3 within the first measurement signal (342) and within the second measurement signal (352). - A method for diagnosing a gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine, recognizing that the coated gasoline particulate filter 140 is damaged when an increase in concentration is simultaneously detected. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내연기관의 배기가스관(100)이 제1 센서(130)의 상류에 배열되어 있는 배기가스 촉매 변환기(120)를 구비함으로써, 결과적으로 배기가스는 먼저 상기 배기가스 촉매 변환기(120)를 통과해서 흐르게 되며, 이 경우에는 내연기관의 작동이 아화학량론적으로 이루어짐으로써, 결과적으로 배기가스 촉매 변환기(120)는 NH3를 생성하게 되고, 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위한 제1 측정 신호(342) 및 제2 측정 신호(352)의 검출 및 평가는 NH3가 배기가스 촉매 변환기(120)로부터 유출되는 경우에 비로소 개시되는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas pipe (100) of the internal combustion engine is provided with an exhaust gas catalytic converter (120) arranged upstream of the first sensor (130), so that the exhaust gas is first The exhaust gas flows through the catalytic converter 120, and in this case, the operation of the internal combustion engine is performed substoichiometrically, and as a result, the exhaust gas catalytic converter 120 produces NH3, and the gasoline particulate filter 140 The detection and evaluation of the first measurement signal 342 and the second measurement signal 352 for diagnosing the gasoline particulates in the exhaust gas pipe of the internal combustion engine begins only when NH3 flows out from the exhaust gas catalytic converter 120. How to diagnose a filter. 제4항에 있어서, 상기 배기가스 촉매 변환기(120)로부터의 NH3의 유출은 제1 센서(130)를 이용해서 모니터링되고, 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위한 제1 측정 신호(342) 및 제2 측정 신호(352)의 검출 및 평가는 제1 센서(130)의 제1 측정 신호(342) 내에서 NH3-농도의 증가가 감지될 때에 비로소 개시되는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법.5. The method of claim 4, wherein the outflow of NH3 from the exhaust gas catalytic converter (120) is monitored using a first sensor (130) and a first measurement signal (342) for diagnosing the coated gasoline particulate filter (140). ) and the detection and evaluation of the second measurement signal 352 is started only when an increase in NH3- concentration is detected within the first measurement signal 342 of the first sensor 130. Methods for diagnosing particulate filters. 제4항에 있어서, 상기 내연기관의 배기가스관(100)은, 배기가스 촉매 변환기(120)의 상류에 배열되어 있고 배기가스 내의 산소 농도를 검출하도록 설계되어 있는 람다 센서(110)를 구비하며, 이로 인해서는 내연기관의 아화학량론적인 작동이 검출될 수 있고, 이에 의해서는 제1 측정 신호(342) 및 제2 측정 신호(352)의 검출 및 평가가 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위해 준비될 수 있는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법.5. The method of claim 4, wherein the exhaust gas pipe (100) of the internal combustion engine is provided with a lambda sensor (110) arranged upstream of the exhaust gas catalytic converter (120) and designed to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, This allows the substoichiometric operation of the internal combustion engine to be detected, whereby detection and evaluation of the first measurement signal 342 and the second measurement signal 352 diagnose the coated gasoline particulate filter 140. A method for diagnosing a gasoline particulate filter of an exhaust gas pipe of an internal combustion engine, which can be prepared to do so. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 센서(130) 또는 상기 제2 센서(150)가 NOx-센서인, 방법.3. Method according to claim 1 or 2, wherein the first sensor (130) or the second sensor (150) is a NOx sensor. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 센서(130) 또는 상기 제2 센서(150)가 NH3-센서인, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터를 진단하기 위한 방법.3. Method according to claim 1 or 2, wherein the first sensor (130) or the second sensor (150) is an NH3 sensor. 내연기관의 배기가스관(100)의 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위한 장치로서,
상기 배기가스관(100)은 코팅된 가솔린 미립자 필터(140), 배기가스 흐름 방향으로 가솔린 미립자 필터(140)의 상류에 배열된 제1 센서(130), 및 배기가스 흐름 방향으로 코팅된 가솔린 미립자 필터(140)의 하류에 배열된 제2 센서(150), 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 제어하도록 설계된 제어 유닛(200)을 구비하는, 내연기관의 배기가스관의 가솔린 미립자 필터(140)를 진단하기 위한 장치.
A device for diagnosing the gasoline particulate filter (140) of the exhaust gas pipe (100) of an internal combustion engine, comprising:
The exhaust gas pipe 100 includes a coated gasoline particulate filter 140, a first sensor 130 arranged upstream of the gasoline particulate filter 140 in the exhaust gas flow direction, and a coated gasoline particulate filter in the exhaust gas flow direction. Gasoline particulate filter (140) of the exhaust gas pipe of an internal combustion engine, comprising a second sensor (150) arranged downstream of (140) and a control unit (200) designed to control the method according to claim 1 or 2. A device for diagnosing.
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