WO2019011612A1 - Method for determining a state of an exhaust gas treatment element, device for a motor vehicle and system for exhaust gas treatment for a motor vehicle - Google Patents

Method for determining a state of an exhaust gas treatment element, device for a motor vehicle and system for exhaust gas treatment for a motor vehicle Download PDF

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WO2019011612A1
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exhaust gas
treatment element
gas treatment
state
determining
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Katharina BURGER
Willibald Reitmeier
Markus HIEN
Markus Dietrich
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the application relates to a method for determining a state of an exhaust gas treatment member for a motor vehicle, in particular ⁇ sondere a method for determining a state of a Par tikelfilters and / or catalyst.
  • the application still relates to a device which is designed to carry out a corresponding method.
  • the application also relates to a system for exhaust gas treatment for a motor vehicle.
  • Motor vehicles with internal combustion engines, such as petrol or diesel internal combustion engine or gas engine need to comply with the statutory emission limits various components for exhaust treatment, especially for exhaust aftertreatment. These include, inter alia, the three-way catalyst, the diesel oxidation catalyst, the nitrogen oxide storage catalyst, the SCR catalyst (selective catalytic reduction), the diesel and Otto particle filters and other elements.
  • the individual elements can also be combined, for example a particle filter with SCR coating (SDPF).
  • SDPF particle filter with SCR coating
  • the invention relates, according to at least one embodiment a method for determining a state of an exhaust treatment ⁇ elements for a motor vehicle as well as a corresponding device which is adapted to perform the method.
  • microwaves are emitted into a housing of a further exhaust gas treatment element.
  • the further exhaust gas treatment element is arranged downstream of the exhaust gas treatment element.
  • the exhaust during operation initially flows through the exhaust gas treatment member, followed by the further from ⁇ gas treatment element and in turn below, for example, to an exhaust.
  • the microwaves are received with at least one property in Ant ⁇ word on the transmission.
  • a state of Abgasbehand ⁇ lung elements is determined in dependence on the at least one egg ⁇ genschaft.
  • the exhaust gas treatment element is for example a filter of an exhaust aftertreatment system of the motor vehicle.
  • the filter is, for example, a particulate filter, especially a Rußparti ⁇ particulate filters.
  • the exhaust gas treatment element is in particular a catalyst of an exhaust aftertreatment system of the motor vehicle.
  • the exhaust gas treatment member is alternatively or additionally in accordance with other exemplary forms a further component of the exhaust treatment system or exhaust gas treatment ⁇ system of the motor vehicle, for example a control valve or another element.
  • the further exhaust gas treatment element is according to at least one embodiment a filter, for example a particle filter, in particular a soot particle filter.
  • the further exhaust treatment ⁇ element is a catalyst.
  • the further exhaust gas treatment element can also be another component of the exhaust gas aftertreatment system, which can be checked in particular by means of a microwave measuring system.
  • an electromagnetic wave in the microwave range is coupled into the housing by means of one or more high-frequency antennas.
  • the metallic housing represents an electrical cavity resonator.
  • a spectrum is recorded either in reflection or in transmission .
  • the properties of the spectrum change with a change in the dielectric constant in the housing.
  • a change in the conductivity and / or losses is utilized as a measuring effect.
  • the exhaust treatment element has no or no significant influences on the dielectric constant and / or the conductivity and / or losses of the further exhaust gas treatment element. Following ⁇ Lich at least one characteristic of the microwaves only Operating conditions of the other exhaust treatment element influenced.
  • the particles that pass from the exhaust gas treatment element into the further exhaust gas treatment element may be soot or ash particles or other exhaust gas components.
  • the particles can also be parts of the exhaust gas treatment member itself, the example as ⁇ are canceled by the exhaust gas treatment member.
  • ⁇ play a broken fragments of the control flap enters the additional exhaust gas treatment member and changed there is the dielectric constant.
  • the change in the dielectric constant and / or the conductivity and / or the losses has an effect on the propagation of the microwaves in the further exhaust gas treatment element.
  • a degree of damage is determined as the state of the exhaust-gas treatment element.
  • the degree of damage is determined as the state of the exhaust-gas treatment element.
  • the property of the received microwaves of at least one of: amplitude, Re ⁇ sonanzfrequenz, quality, phase, duration, and step gradient ⁇ change. Due to the change in the dielectric constant and / or the conductivity and / or the losses, at least one of the properties of the received microwaves changes.
  • the received microwaves have, in particular, a different amplitude and / or a different resonance frequency and / or a different quality and / or a different phase and / or a different transit time and / or a different gradient and / or a different jump change Compared to a faulty functional state of the upstream exhaust treatment element.
  • a state of the further exhaust-gas aftertreatment element is determined as a function of the received microwaves. For example, if the further exhaust gas treatment member is a filter or a Ka ⁇ talysator, a loading state of the further exhaust Aftertreatment element determined to determine a time for regeneration.
  • an ambient condition of the further exhaust gas treatment element is determined.
  • the condition of the exhaust treatment element is determined as a function of the determined ambient condition.
  • the ambient condition includes, for example, a temperature at the further exhaust gas treatment element.
  • Ambient conditions may be additional factors influencing the propagation of microwaves in the further exhaust gas treatment element. ⁇ nde ⁇ stakes in the property of the microwaves that are taking place due to the determined ambient conditions can thus be distinguished from changes that are gas-treatment elements representative of the state of the waste.
  • an operating state of the further exhaust gas treatment element is determined.
  • the state of the exhaust gas treatment element is determined as a function of the determined operating state.
  • the operating state comprises a defined predetermined activation of the further exhaust gas treatment element.
  • an operating state of the further exhaust gas treatment member is provided to give ⁇ , wherein in vollfunktionsstoryem exhaust gas treating element there is no change in the property of the microwaves. Nevertheless, if a change in the property of the microwaves is determined, can be closed in a faulty state of the exhaust treatment ⁇ elements.
  • a system for exhaust gas treatment for a motor vehicle has an exhaust gas treatment element.
  • the system includes another exhaust treatment element disposed downstream of the exhaust treatment element.
  • the system has one Microwave measuring system on.
  • the microwave measuring system is coupled to the further exhaust gas treatment element.
  • the microwave ⁇ measurement system is configured to determine a state of Abgasbe ⁇ action elements.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a system according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of frequency profiles according to an exemplary embodiment
  • Figures 4 to 6 are each a schematic representation of a signal waveform according to a respective embodiment.
  • FIG. 1 shows an exhaust gas treatment system 111, in particular an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle.
  • Exhaust 103 for example, from a not explicitly shown burning is introduced into the system 111.
  • a Abgasbehand ⁇ treatment element 100 is first arranged. Downstream of the Abgasbehand ⁇ averaging element 100 is located a further exhaust gas treatment member one hundred and first After the further exhaust gas treatment element exhaust gas 104 leaves the system 111.
  • the exhaust gas 104 is in particular an emissions-cleaned part of the exhaust gas 103.
  • the exhaust gas treatment element is for example a filter, in particular a particle filter such as a soot particle filter.
  • Exhaust treatment element 100 is alternatively or additionally a catalyst or a combination of a catalyst and a particulate filter.
  • the exhaust treatment element 100 is alternatively or additionally another component of the system 111, such as a control flap configured to control a volumetric flow of the exhaust gas 103 through the system 111.
  • Other components than exhaust treatment element 100 are possible.
  • the exhaust gas treatment element 101 is arranged, for example, as close as possible to the internal combustion engine, since there are higher temperatures Tempe ⁇ prevail. This can, for example, favor a passive regeneration .
  • the exhaust treatment element 101 may also be arranged remotely from the internal combustion engine. Wei ⁇ tere exhaust gas treatment elements such as three-way Ka talysator, SCR and / or NOx storage catalyst are therefore particularly arranged downstream farther from the internal combustion ⁇ machine.
  • the further exhaust gas treatment element 101 is likewise, for example, a filter and / or a catalyst and / or a combination of filter and catalyst.
  • the further development Abgasbehand ⁇ element 101 has a housing 102nd
  • the housing 102 is in particular a metallic housing.
  • the housing 102 forms a cavity.
  • the housing 102 is for example a hollow ⁇ raumresonator for microwave 112 or a waveguide.
  • the exhaust gas treatment element 101 is a particle filter and the further exhaust gas treatment element 101 is an SCR catalytic converter.
  • an exhaust gas treatment module 106 is arranged in the housing 102, for example a filter module or a catalyst module.
  • a filter module for example, that will
  • Exhaust treatment element 100 loaded during operation with various ⁇ nen substances for example with NH3 in an SCR cata- ⁇ sator and / or soot in a particulate filter.
  • a loading state of the further exhaust gas treatment ⁇ elements is determined by means of a microwave measuring system 113th
  • the loading state can be determined well with high-frequency measuring technology, in particular with microwaves.
  • the microwaves are for example in a range between 300 megahertz and a few 100 gigahertz.
  • a first transmitting and receiving device 107 and a second transmitting and receiving device 108 are provided in the embodiment shown.
  • the microwaves are received, for example, after transmission or reflection.
  • the device 107 transmits the microwaves 112.
  • the device 108 receives the Mik ⁇ rowellen that are transmitted through the module 106th
  • only a single transmitting and receiving device 107 is provided. This first emits the microwaves 112, which are reflected in the housing 102 and are subsequently received again by the transmitting and receiving device 107.
  • a device 110 is provided.
  • the device 110 is part of an engine control of the motor vehicle, for example.
  • the device 110 serves to evaluate the received microwaves or to evaluate a property of the received microwaves.
  • the device 110 can also be designed to control the transmitting and receiving devices 107, 108.
  • the property of the received microwaves such as amplitude, resonance frequency, quality or other egg ⁇ properties vary depending on the state of the module 106.
  • the exhaust gas treatment element 100 has no effect on a change in the property of the microwaves 112.
  • the exhaust treatment element 100 is a particulate filter.
  • the exhaust gas after the exhaust treatment element 100 no longer has any significant soot. Only other emissions are conducted to the further exhaust gas treatment element 101. These are treated by the further exhaust gas treatment element 101, for example a catalyst.
  • the exhaust gas 104 is free of exhaust gas and soot.
  • FIG. 2 shows the system 111 in the case of a faulty exhaust-gas treatment element 100 according to one exemplary embodiment.
  • Due to an error for example, carbon black enters into the further exhaust gas treatment ⁇ element 101.
  • a deposit 105 is formed in the white ⁇ direct exhaust gas treatment member 101.
  • the deposit 105 is caused by the error of the exhaust gas treatment member 100th
  • the Deposition 105 changes the dielectric constant in the housing 102.
  • the property of the microwaves detected by the transmitting and receiving device 108 also changes.
  • an error of the exhaust gas treatment element 100 can be determined.
  • the error leads ⁇ example, that in the exhaust gas 104 soot particles are included.
  • the deposit 105 performs, for example, to a higher half-width ⁇ , lower frequency, lower quality and / or lower amplitude, and a change in phase and duration of the wave.
  • a higher temperature at the further exhaust gas treatment element 101 leads to a thermal expansion of the housing 102 and thus to lower frequencies. But this will kom ⁇ compensated, for example, by the device 110 by means of software. Also other measured values can be taken into account when evaluating the received microwaves, for example, other temperatures, humidity levels, a load condition of the further exhaust gas treatment element 101 and other compo nents ⁇ .
  • the microwave measuring system 113 thus serves to determine a state of the further exhaust gas treatment element 101 and at the same time to determine a state of the exhaust gas treatment ⁇ elements 100. In particular, it is thus possible to detect even minor damage.
  • the soot accumulates in the filter 100 and the remaining pollutants are converted in the catalyst 101.
  • FIG. 3 shows frequency profiles 121, 122 and 123 according to an exemplary embodiment.
  • the frequency characteristics 121 and 122 correspond to a resonance in the reflection signal in the frame depending on the loading state of the further Abgasbehand ⁇ ment element 101 shifts, for example, the frequency ⁇ course of the frequency curve 121 to the frequency profile 122.
  • the change in the Fre ⁇ quenzverlaufs remains within a predetermined range 120.
  • the limits of the area 120 are known as normal operation area.
  • individual resonances may be particularly suitable for error monitoring of the exhaust gas treatment element 100.
  • FIG. 4 shows a change of a signal profile 131 to the signal profile 132 in the case of a small error according to an exemplary embodiment.
  • the signal profile 131 corresponds to a normal working Ab ⁇ gas treatment element 100.
  • the signal profile 131 is within the work area 130.
  • FIG. 5 shows a signal curve 133 for a larger error according to one exemplary embodiment.
  • a larger crack or channel in the filter 100 results in a higher amount of soot after the filter.
  • the faster accumulation, in particular compared to the embodiment of Figure 4 leads to a faster steady signal rise of the signal 133.
  • the normal operating window 130 is thus quickly exited.
  • FIG. 6 shows a signal course 135 when a part of the filter 100 is broken off according to one exemplary embodiment.
  • a part of the filter or another element breaks off and is carried with the exhaust gas to the further exhaust gas element 101, for example to the catalytic converter 106.
  • the broken part remains at the front thereof as part of the deposit 105.
  • soot occurs after the filter 100. Due to the additional material of the filter 100 on the catalytic converter 106, immediately after the error 136, a sudden change in the signal curve occurs 134. After that, soot accumulation at the catalytic converter 106 leads to a steady further increase 135.
  • the waveform 131, the waveform 132, the waveform 133 and the Sig ⁇ nalverlaufs 134 it is possible to infer an error in Abgasbe ⁇ action element 100, and to determine the type of error.
  • the time profile for example, the gradient of the signal change is taken into account.
  • both the signal level and the gradient are taken into account for determining the state.
  • a state determination for the Ab ⁇ gas treatment element 100 is executed if defined Be ⁇ operating conditions for the further exhaust gas treatment element 101 are present. For example, a state is defined in which no ammonia is injected into the SCR catalyst 101. Consequently, since the dielectric constant within the housing 102 should not change under normal operating conditions, the condition of the exhaust gas treatment element 100 can be determined well. If, nevertheless, a change takes place, in particular more strongly than the predefined area 130, this indicates unwanted accumulation of the deposit 105. This is most likely caused by a fault of the exhaust treatment element 100. With the method according to the application, the device and the system, it is thus possible to determine a malfunction of any exhaust gas treatment element 100 by means of the micro-wave measuring system 113, which is arranged on the further downstream exhaust gas treatment element 101.

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Abstract

The invention relates to a method for determining a state of an exhaust gas treatment element (100) for a motor vehicle, comprising: - emission of microwaves (112) in a housing (102) of an additional exhaust gas treatment element (101) arranged downstream of the exhaust gas treatment element (100), - receiving microwaves with at least one characteristic in response to the emission, - determining the state of the exhaust gas treatment element (100) as a function of the at least one property.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungs¬ elements, Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug und System zur Ab- gasbehandlung für ein Kraftfahrzeug A method for determining a condition of an exhaust gas treatment ¬ elements, apparatus for an automotive vehicle and system for exhaust gas treatment for a motor vehicle
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug, insbe¬ sondere ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Par- tikelfilters und/oder Katalysators. Die Anmeldung betrifft wie- terhin eine Vorrichtung, die ausgebildet ist ein entsprechendes Verfahren auszuführen. Die Anmeldung betrifft außerdem ein System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug. Kraftfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen, wie Otto- oder Dieselbrennkraftmaschine oder Gasmotor benötigen zur Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte diverse Komponenten zur Abgasbehandlung, insbesondere zur Abgasnachbehandlung. Hierzu zählen unter anderem der Drei-Wege-Katalysator, der Diese- loxidationskatalysator, der Stickoxidspeicherkatalysator, der SCR-Katalysator (Selektive katalytische Reduktion) , der Diesel- und Ottopartikelfilter und weitere Elemente. Die einzelnen Elemente können auch kombiniert werden, beispielsweise ein Partikelfilter mit SCR-Beschichtung (SDPF) . The application relates to a method for determining a state of an exhaust gas treatment member for a motor vehicle, in particular ¬ sondere a method for determining a state of a Par tikelfilters and / or catalyst. The application still relates to a device which is designed to carry out a corresponding method. The application also relates to a system for exhaust gas treatment for a motor vehicle. Motor vehicles with internal combustion engines, such as petrol or diesel internal combustion engine or gas engine need to comply with the statutory emission limits various components for exhaust treatment, especially for exhaust aftertreatment. These include, inter alia, the three-way catalyst, the diesel oxidation catalyst, the nitrogen oxide storage catalyst, the SCR catalyst (selective catalytic reduction), the diesel and Otto particle filters and other elements. The individual elements can also be combined, for example a particle filter with SCR coating (SDPF).
Es ist wünschenswert, ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungselements für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine verlässliche Ermittlung ermöglicht. Weiterhin ist es wünschenswert, eine Vorrichtung anzugeben, die ein verlässliches Ermitteln ermöglicht. Zudem ist es wünschenswert, ein System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine verlässliche Ermittlung eines Zustands eines Abgasbehandlungs¬ elements ermöglicht. Die Erfindung betrifft gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungs¬ elements für ein Kraftfahrzeug sowie eine korrespondierende Vorrichtung, die ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen. It is desirable to provide a method for determining a condition of an exhaust gas treatment element for a motor vehicle, which enables a reliable determination. Furthermore, it is desirable to provide a device that allows reliable detection. It is also desirable to provide a system for exhaust gas treatment for a motor vehicle which enables a reliable determination of a state of an exhaust treatment ¬ elements. The invention relates, according to at least one embodiment a method for determining a state of an exhaust treatment ¬ elements for a motor vehicle as well as a corresponding device which is adapted to perform the method.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden Mikrowellen ausgesandt in ein Gehäuse eines weiteren Abgasbehandlungselements. Das weitere Abgasbehandlungselement ist stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement angeordnet. Ausgehend von der Brenn- kraftmaschine strömt das Abgas im Betrieb zunächst durch das Abgasbehandlungselement und nachfolgend durch das weitere Ab¬ gasbehandlungselement und wiederum nachfolgend beispielsweise zu einem Auspuff. Die Mikrowellen werden mit mindestens einer Eigenschaft in Ant¬ wort auf das Aussenden empfangen. Ein Zustand des Abgasbehand¬ lungselements wird in Abhängigkeit von der mindestens einen Ei¬ genschaft ermittelt. Das Abgasbehandlungselement ist beispielsweise ein Filter eines Abgasnachbehandlungssystems des Kraftfahrzeugs. Der Filter ist beispielsweise ein Partikelfilter, insbesondere ein Rußparti¬ kelfilter . Alternativ oder zusätzlich ist das Abgasbehandlungselement insbesondere ein Katalysator eines Abgasnachbehandlungssystems des Kraftfahrzeugs. In accordance with at least one embodiment, microwaves are emitted into a housing of a further exhaust gas treatment element. The further exhaust gas treatment element is arranged downstream of the exhaust gas treatment element. Starting from the fuel combustion engine, the exhaust during operation initially flows through the exhaust gas treatment member, followed by the further from ¬ gas treatment element and in turn below, for example, to an exhaust. The microwaves are received with at least one property in Ant ¬ word on the transmission. A state of Abgasbehand ¬ lung elements is determined in dependence on the at least one egg ¬ genschaft. The exhaust gas treatment element is for example a filter of an exhaust aftertreatment system of the motor vehicle. The filter is, for example, a particulate filter, especially a Rußparti ¬ particulate filters. Alternatively or additionally, the exhaust gas treatment element is in particular a catalyst of an exhaust aftertreatment system of the motor vehicle.
Das Abgasbehandlungselement ist gemäß weiteren Ausführungs- formen alternativ oder zusätzlich eine weitere Komponente des Abgasbehandlungssystems beziehungsweise Abgasnachbehandlungs¬ systems des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Steuerklappe oder ein anderes Element. Das weitere Abgasbehandlungselement ist gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Filter, beispielsweise ein Partikelfilter, insbesondere ein Rußpartikelfilter. Alternativ oder zusätzlich ist das weitere Abgasbehandlungs¬ element ein Katalysator. Das weitere Abgasbehandlungselement kann auch eine andere Komponente des Abgasnachbehandlungssystems sein, das insbesondere mittels eines Mikrowellenmesssystems überprüfbar ist. The exhaust gas treatment member is alternatively or additionally in accordance with other exemplary forms a further component of the exhaust treatment system or exhaust gas treatment ¬ system of the motor vehicle, for example a control valve or another element. The further exhaust gas treatment element is according to at least one embodiment a filter, for example a particle filter, in particular a soot particle filter. Alternatively or additionally, the further exhaust treatment ¬ element is a catalyst. The further exhaust gas treatment element can also be another component of the exhaust gas aftertreatment system, which can be checked in particular by means of a microwave measuring system.
Mittels des Verfahrens ist es möglich, den Zustand des Abgas¬ behandlungselements zu ermitteln, auch wenn das Abgasbehand¬ lungselement selbst nicht direkt mit einem Mikrowellenmesssystem ausgestattet ist. Using the method, it is possible to determine the state of the exhaust treatment ¬ elements, even if the Abgasbehand ¬ development element itself is not directly equipped with a microwave measurement system.
Mittels einer oder mehrerer Hochfrequenzantennen wird anmeldungsgemäß eine elektromagnetische Welle im Mikrowellenbereich in das Gehäuse eingekoppelt. Das metallische Gehäuse (Canning) stellt einen elektrischen Hohlraumresonator dar. In Antwort auf die ausgesendete Welle wird entweder in Reflektion oder in Trans¬ mission ein Spektrum aufgenommen. Die Eigenschaften des Spektrums ändern sich mit einer Änderung der Dielektrizitätskonstante im Gehäuse. Somit ist es auch möglich, Beschädigungen und/oder Veränderungen eines Abgasbehandlungselements berüh- rungslos während des Betriebs zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich zur Änderung der Dielektrizitätskonstante wird eine Änderung der Leitfähigkeit und/oder Verluste als Messeffekt ausgenutzt . Bei einem vollfunktionsfähigen Abgasbehandlungselement hat das Abgasbehandlungselement keine oder keine wesentlichen Einflüsse auf die Dielektrizitätskonstante und/oder die Leitfähigkeit und/oder Verluste des weiteren Abgasbehandlungselements. Folg¬ lich wird die mindestens eine Eigenschaft der Mikrowellen nur von Betriebszuständen des weiteren Abgasbehandlungselements be- einflusst . According to the application, an electromagnetic wave in the microwave range is coupled into the housing by means of one or more high-frequency antennas. The metallic housing (Canning) represents an electrical cavity resonator. In response to the transmitted wave, a spectrum is recorded either in reflection or in transmission . The properties of the spectrum change with a change in the dielectric constant in the housing. Thus, it is also possible to determine damage and / or changes of an exhaust gas treatment element without contact during operation. Alternatively or in addition to the change in the dielectric constant, a change in the conductivity and / or losses is utilized as a measuring effect. In a fully functional exhaust treatment element, the exhaust treatment element has no or no significant influences on the dielectric constant and / or the conductivity and / or losses of the further exhaust gas treatment element. Following ¬ Lich at least one characteristic of the microwaves only Operating conditions of the other exhaust treatment element influenced.
Bei einem fehlerhaften Zustand des Abgasbehandlungselements gelangen Partikel aus dem Abgasbehandlungselement in das strom¬ abwärts angeordnete weitere Abgasbehandlungselement. Diese Partikel haben Auswirkungen auf die Dielektrizitätskonstante und/oder die Leitfähigkeit und/oder Verluste des weiteren Abgasbehandlungselements und somit auf die Eigenschaften des Spektrums der Mikrowellenausbreitung. In den empfangenen Mikrowellen lassen sich diese Eigenschaften detektieren. In the event of a faulty condition of the exhaust gas treatment element, particles pass from the exhaust gas treatment element into the further exhaust gas treatment element arranged downstream. These particles have effects on the dielectric constant and / or the conductivity and / or losses of the further exhaust gas treatment element and thus on the properties of the spectrum of the microwave propagation. In the received microwaves these properties can be detected.
Somit ist es möglich, mittels des Mikrowellenmesssystems des weiteren Abgasbehandlungselements auf den Zustand des strom- aufwärts angeordneten Abgasbehandlungselements zu schließen. Thus, it is possible to close the state of the upstream exhaust gas treatment element by means of the microwave measuring system of the further exhaust gas treatment element.
Die Partikel, die aus dem Abgasbehandlungselement in das weitere Abgasbehandlungselement gelangen, können Ruß- oder Aschepartikel oder andere Abgaskomponenten sein. Die Partikel können auch Teile des Abgasbehandlungselements selbst sein, die beispiels¬ weise von dem Abgasbehandlungselement abgebrochen sind. Bei¬ spielsweise gelangt ein abgebrochener Splitter der Steuerklappe in das weitere Abgasbehandlungselement und verändert dort die Dielektrizitätskonstante. Die Veränderung der Dielektrizitäts- konstante und/oder der Leitfähigkeit und/oder der Verluste hat Auswirkungen auf die Ausbreitung der Mikrowellen in dem weiteren Abgasbehandlungselement . The particles that pass from the exhaust gas treatment element into the further exhaust gas treatment element may be soot or ash particles or other exhaust gas components. The particles can also be parts of the exhaust gas treatment member itself, the example as ¬ are canceled by the exhaust gas treatment member. In ¬ play, a broken fragments of the control flap enters the additional exhaust gas treatment member and changed there is the dielectric constant. The change in the dielectric constant and / or the conductivity and / or the losses has an effect on the propagation of the microwaves in the further exhaust gas treatment element.
Somit ist es mittels des Verfahrens möglich, auch kleine Defekte an dem Abgasbehandlungselement zu ermitteln, die herkömmlich nicht verlässlich ermittelt werden können, da sie beispielsweise keine detektierbare Änderung des Gegendruckverhaltens erwirken. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Schädigungsgrad als Zustand des Abgasbehandlungselements ermittelt. Abhängig davon, wie schnell sich die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen ändert, ist es beispielsweise möglich, auf den Schädi- gungsgrad und/oder Schädigungsart zu schließen. Bei einer klei¬ nen Schädigung ändert sich die Eigenschaft beispielsweise nur langsam. Bei einem größeren Riss, beispielsweise in einem Filter, ändert sich die Eigenschaft sehr schnell . Wenn beispielsweise ein Teil des Filters abbricht, ist zunächst eine sprunghafte Änderung der Eigenschaft detektierbar und nachfolgend ein weitererThus, it is possible by means of the method to determine even small defects in the exhaust gas treatment element, which can not be reliably determined conventionally, since they cause, for example, no detectable change in the back pressure behavior. In accordance with at least one embodiment, a degree of damage is determined as the state of the exhaust-gas treatment element. Depending on how quickly the property of the received microwaves changes, it is possible, for example, to conclude on the degree of damage and / or the type of damage. With a little part ¬ nen damage to the property changes for example, only slowly. In a larger crack, for example in a filter, the property changes very quickly. If, for example, a part of the filter breaks off, at first a sudden change in the property is detectable and subsequently another one
Anstieg, da beispielsweise Rußpartikel im weiteren Abgasbe¬ handlungselement angelagert werden. Increase because, for example soot particles are deposited in the further Abgasbe ¬ treatment element.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen mindestens eines aus: Amplitude, Re¬ sonanzfrequenz, Güte, Phase, Laufzeit, Gradient und Sprung¬ änderung. Aufgrund der Veränderung der Dielektrizitätskonstante und/oder der Leitfähigkeit und/oder der Verluste ändert sich mindestens eine der genannten Eigenschaften der empfangenen Mikrowellen. Bei einem vollfunktionsfähigen Abgasbehandlungselement weisen die empfangenen Mikrowellen insbesondere eine unterschiedliche Amplitude und/oder eine unterschiedliche Resonanzfrequenz und/oder eine unterschiedliche Güte und/oder eine unterschiedliche Phase und/oder eine unterschiedliche Laufzeit und/oder einen unterschiedlichen Gradienten und/oder eine unterschiedliche Sprungänderung auf im Vergleich zu einem fehlerhaften Funktionszustand des stromaufwärts angeordneten Abgasbehandlungselements . Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Zustand des weiteren Abgasnachbehandlungselements in Abhängigkeit von den empfangenen Mikrowellen ermittelt. Beispielsweise wenn das weitere Abgasnachbehandlungselement ein Filter oder ein Ka¬ talysator ist, wird ein Beladungszustand des weiteren Abgas- nachbehandlungselements ermittelt, um einen Zeitpunkt für eine Regeneration zu ermitteln. According to at least one embodiment, the property of the received microwaves of at least one of: amplitude, Re ¬ sonanzfrequenz, quality, phase, duration, and step gradient ¬ change. Due to the change in the dielectric constant and / or the conductivity and / or the losses, at least one of the properties of the received microwaves changes. In the case of a fully functional exhaust gas treatment element, the received microwaves have, in particular, a different amplitude and / or a different resonance frequency and / or a different quality and / or a different phase and / or a different transit time and / or a different gradient and / or a different jump change Compared to a faulty functional state of the upstream exhaust treatment element. In accordance with at least one embodiment, a state of the further exhaust-gas aftertreatment element is determined as a function of the received microwaves. For example, if the further exhaust gas treatment member is a filter or a Ka ¬ talysator, a loading state of the further exhaust Aftertreatment element determined to determine a time for regeneration.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Umgebungsbe- dingung des weiteren Abgasbehandlungselements ermittelt. Der Zustand des Abgasbehandlungselements wird in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebungsbedingung ermittelt. Die Umgebungsbedingung umfasst beispielsweise eine Temperatur am weiteren Abgasbehandlungselement. Die Umgebungsbedingungen können wie- tere Einflussgrößen sein, die auf die Ausbreitung der Mikrowellen im weiteren Abgasbehandlungselement Auswirkungen haben. Ände¬ rungen in der Eigenschaft der Mikrowellen, die aufgrund der ermittelten Umgebungsbedingungen stattfinden, können so von Änderungen unterschieden werden, die für den Zustand des Ab- gasbehandlungselements repräsentativ sind. In accordance with at least one embodiment, an ambient condition of the further exhaust gas treatment element is determined. The condition of the exhaust treatment element is determined as a function of the determined ambient condition. The ambient condition includes, for example, a temperature at the further exhaust gas treatment element. Ambient conditions may be additional factors influencing the propagation of microwaves in the further exhaust gas treatment element. Ände ¬ stakes in the property of the microwaves that are taking place due to the determined ambient conditions can thus be distinguished from changes that are gas-treatment elements representative of the state of the waste.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein Betriebszustand des weiteren Abgasbehandlungselements ermittelt. Der Zustand des Abgasbehandlungselements wird in Abhängigkeit von dem ermit- telten Betriebszustand ermittelt. Beispielsweise umfasst der Betriebszustand eine definiert vorgegebene Ansteuerung des weiteren Abgasbehandlungselements. Beispielsweise wird ein Betriebszustand des weiteren Abgasbehandlungselements vorge¬ geben, bei dem bei vollfunktionsfähigem Abgasbehandlungselement keine Änderung der Eigenschaft der Mikrowellen stattfindet. Wenn dennoch eine Änderung der Eigenschaft der Mikrowellen ermittelt wird, ist auf einen fehlerhaften Zustand des Abgasbehandlungs¬ elements schließbar. Gemäß einem Aspekt der Anmeldung weist ein System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug gemäß zumindest einer Ausführungsform ein Abgasbehandlungselement auf. Das System weist ein weiteres Abgasbehandlungselement auf, das stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement angeordnet ist. Das System weist ein Mikrowellenmesssystem auf. Das Mikrowellenmesssystem ist mit dem weiteren Abgasbehandlungselement gekoppelt. Das Mikrowellen¬ messsystem ist dazu eingerichtet, einen Zustand des Abgasbe¬ handlungselements zu ermitteln. In accordance with at least one embodiment, an operating state of the further exhaust gas treatment element is determined. The state of the exhaust gas treatment element is determined as a function of the determined operating state. For example, the operating state comprises a defined predetermined activation of the further exhaust gas treatment element. For example, an operating state of the further exhaust gas treatment member is provided to give ¬, wherein in vollfunktionsfähigem exhaust gas treating element there is no change in the property of the microwaves. Nevertheless, if a change in the property of the microwaves is determined, can be closed in a faulty state of the exhaust treatment ¬ elements. According to one aspect of the application, a system for exhaust gas treatment for a motor vehicle according to at least one embodiment has an exhaust gas treatment element. The system includes another exhaust treatment element disposed downstream of the exhaust treatment element. The system has one Microwave measuring system on. The microwave measuring system is coupled to the further exhaust gas treatment element. The microwave ¬ measurement system is configured to determine a state of Abgasbe ¬ action elements.
Insbesondere ist es möglich, ein anmeldungsgemäßes Verfahren mit dem anmeldungsgemäßen System durchzuführen. Sämtliche für das anmeldungsgemäße Verfahren erläuterten Merkmale und Vorteile gelten korrespondierend auch für die Vorrichtung und das System und umgekehrt. In particular, it is possible to carry out a method according to the application with the system according to the application. All features and advantages explained for the method according to the application apply correspondingly also to the device and the system and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichwirkende oder gleichartige Elemente können figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Further advantages, features and developments emerge from the following examples explained in conjunction with the figures. Identical, equivalent or similar elements can be provided across the figures with the same reference numerals.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 shows a schematic representation of a system according to an exemplary embodiment,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel, FIG. 2 shows a schematic representation of a system according to an exemplary embodiment,
Figur 3 eine schematische Darstellung von Frequenzverläufen gemäß einem Ausführungsbeispiel, FIG. 3 shows a schematic representation of frequency profiles according to an exemplary embodiment,
Figuren 4 bis 6 jeweils eine schematische Darstellung eines Signalverlaufs gemäß einem jeweiligen Ausführungsbeispiel. Figures 4 to 6 are each a schematic representation of a signal waveform according to a respective embodiment.
Figur 1 zeigt ein Abgasbehandlungssystem 111, insbesondere ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs. Abgas 103, beispielsweise aus einer nicht explizit dargestellten Brenn- kraftmaschine, wird in das System 111 eingeführt. Entlang der Strömungsrichtung des Abgases 103 ist zunächst ein Abgasbehand¬ lungselement 100 angeordnet. Stromabwärts von dem Abgasbehand¬ lungselement 100 ist ein weiteres Abgasbehandlungselement 101 angeordnet. Nach dem weiteren Abgasbehandlungselement verlässt Abgas 104 das System 111. Das Abgas 104 ist insbesondere ein von Emissionen gereinigter Teil des Abgases 103. FIG. 1 shows an exhaust gas treatment system 111, in particular an exhaust aftertreatment system of a motor vehicle. Exhaust 103, for example, from a not explicitly shown burning is introduced into the system 111. Along the flow direction of the exhaust gas 103, a Abgasbehand ¬ treatment element 100 is first arranged. Downstream of the Abgasbehand ¬ averaging element 100 is located a further exhaust gas treatment member one hundred and first After the further exhaust gas treatment element exhaust gas 104 leaves the system 111. The exhaust gas 104 is in particular an emissions-cleaned part of the exhaust gas 103.
Das Abgasbehandlungselement ist beispielsweise ein Filter, ins- besondere ein Partikelfilter wie ein Rußpartikelfilter. DasThe exhaust gas treatment element is for example a filter, in particular a particle filter such as a soot particle filter. The
Abgasbehandlungselement 100 ist alternativ oder zusätzlich ein Katalysator oder eine Kombination aus einem Katalysator und einem Partikelfilter. Das Abgasbehandlungselement 100 ist alternativ oder zusätzlich eine andere Komponente des Systems 111, wie beispielsweise eine Steuerklappe, die ausgebildet ist, einen Volumenstrom des Abgases 103 durch das System 111 zu steuern. Auch andere Komponenten als Abgasbehandlungselement 100 sind möglich. Exhaust treatment element 100 is alternatively or additionally a catalyst or a combination of a catalyst and a particulate filter. The exhaust treatment element 100 is alternatively or additionally another component of the system 111, such as a control flap configured to control a volumetric flow of the exhaust gas 103 through the system 111. Other components than exhaust treatment element 100 are possible.
Das Abgasbehandlungselement 101 ist beispielsweise möglichst nah an der Brennkraftmaschine angeordnet, da dort höhere Tempe¬ raturen herrschen. Dies kann beispielsweise eine passive Re¬ generation begünstigen. Das Abgasbehandlungselement 101 kann auch von der Brennkraftmaschine entfernt angeordnet sein. Wei¬ tere Abgasbehandlungselemente wie beispielsweise Drei-Wege-Ka- talysator, SCR und/oder NOx-Speicherkatalysator werden folglich insbesondere stromabwärts weiter entfernt von der Brennkraft¬ maschine angeordnet. The exhaust gas treatment element 101 is arranged, for example, as close as possible to the internal combustion engine, since there are higher temperatures Tempe ¬ prevail. This can, for example, favor a passive regeneration . The exhaust treatment element 101 may also be arranged remotely from the internal combustion engine. Wei ¬ tere exhaust gas treatment elements such as three-way Ka talysator, SCR and / or NOx storage catalyst are therefore particularly arranged downstream farther from the internal combustion ¬ machine.
Das weitere Abgasbehandlungselement 101 ist ebenfalls beispiels- weise ein Filter und/oder ein Katalysator und/oder eine Kombination aus Filter und Katalysator. Das weitere Abgasbehand¬ lungselement 101 weist ein Gehäuse 102 auf. Das Gehäuse 102 ist insbesondere ein metallisches Gehäuse. Das Gehäuse 102 bildet einen Hohlraum. Das Gehäuse 102 ist beispielsweise ein Hohl¬ raumresonator für Mikrowellen 112 oder ein Wellenleiter. The further exhaust gas treatment element 101 is likewise, for example, a filter and / or a catalyst and / or a combination of filter and catalyst. The further development Abgasbehand ¬ element 101 has a housing 102nd The housing 102 is in particular a metallic housing. The housing 102 forms a cavity. The housing 102 is for example a hollow ¬ raumresonator for microwave 112 or a waveguide.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Abgasbehandlungselement 101 ein Partikelfilter und das weitere Abgasbehandlungselement 101 ein SCR-Katalysator . According to one exemplary embodiment, the exhaust gas treatment element 101 is a particle filter and the further exhaust gas treatment element 101 is an SCR catalytic converter.
In dem Gehäuse 102 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Abgasbehandlungsmodul 106 angeordnet, beispielsweise ein Fil- termodul oder ein Katalysatormodul. Beispielsweise wird dasIn the illustrated embodiment, an exhaust gas treatment module 106 is arranged in the housing 102, for example a filter module or a catalyst module. For example, that will
Abgasbehandlungselement 100 während dem Betrieb mit verschiede¬ nen Stoffen beladen, beispielsweise mit NH3 bei einem SCR-Kataly¬ sator und/oder Ruß bei einem Partikelfilter. Beispielsweise wird ein Beladungszustand des weiteren Abgas¬ behandlungselements mittels eine Mikrowellenmesssystems 113 ermittelt. Der Beladungszustand kann mit Hochfrequenzmess¬ technik gut ermittelt werden, insbesondere mit Mikrowellen. Die Mikrowellen liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen 300 Megahertz und einigen 100 Gigahertz. Zum Senden und Empfangen der Mikrowellen 112 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel eine erste Sende- und Empfangseinrichtung 107 und eine zweite Sende- und Empfangseinrichtung 108 vorgesehen. Diese sind beispielsweise jeweils Hochfrequenzantennen, die mit einem entsprechenden An- reger gekoppelt sind, beispielsweise einem Oszillator . Die Kopplung kann elektrisch und/oder induktiv erfolgen. Die Mikrowellen werden beispielsweise nach Transmission oder Reflektion empfangen . Beispielsweise sendet die Einrichtung 107 die Mikrowellen 112 aus. In Antwort darauf empfängt die Einrichtung 108 die Mik¬ rowellen, die durch das Modul 106 transmittiert sind. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Sende- und Empfangseinrichtung 107 vorgesehen. Diese sendet zunächst die Mikrowellen 112 aus, die im Gehäuse 102 reflektiert werden und nachfolgend wieder von der Sende- und Empfangs- einrichtung 107 empfangen werden. Exhaust treatment element 100 loaded during operation with various ¬ nen substances, for example with NH3 in an SCR cata- ¬ sator and / or soot in a particulate filter. For example, a loading state of the further exhaust gas treatment ¬ elements is determined by means of a microwave measuring system 113th The loading state can be determined well with high-frequency measuring technology, in particular with microwaves. The microwaves are for example in a range between 300 megahertz and a few 100 gigahertz. For transmitting and receiving the microwaves 112, a first transmitting and receiving device 107 and a second transmitting and receiving device 108 are provided in the embodiment shown. These are, for example, in each case high-frequency antennas which are coupled to a corresponding exciter, for example an oscillator. The coupling can be done electrically and / or inductively. The microwaves are received, for example, after transmission or reflection. For example, the device 107 transmits the microwaves 112. In response, the device 108 receives the Mik ¬ rowellen that are transmitted through the module 106th According to a further embodiment, only a single transmitting and receiving device 107 is provided. This first emits the microwaves 112, which are reflected in the housing 102 and are subsequently received again by the transmitting and receiving device 107.
Eine Vorrichtung 110 ist vorgesehen. Die Vorrichtung 110 ist beispielsweise Teil einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 110 dient zum Auswerten der empfangenen Mikrowellen beziehungsweise zum Auswerten einer Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen. Zusätzlich kann die Vorrichtung 110 auch dazu ausgebildet sein, die Sende- und Empfangseinrichtungen 107, 108 anzusteuern . Die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen, beispielsweise eine Amplitude, eine Resonanzfrequenz, eine Güte oder weitere Ei¬ genschaften verändern sich in Abhängigkeit des Zustands des Moduls 106. Beim vollfunktionsfähigen Abgasbehandlungselement 100 hat das Abgasbehandlungselement 100 keine Auswirkungen auf eine Änderung der Eigenschaft der Mikrowellen 112. Beispielsweise ist das Abgasbehandlungselement 100 ein Partikelfilter. Folglich weist das Abgas nach dem Abgasbehandlungselement 100 keinen wesentlichen Ruß mehr auf. Lediglich andere Emissionen werden zum weiteren Abgasbehandlungselement 101 geführt. Diese werden vom weiteren Abgasbehandlungselement 101, beispielsweise einem Katalysator, behandelt. Somit ist das Abgas 104 von Abgas und Ruß befreit. A device 110 is provided. The device 110 is part of an engine control of the motor vehicle, for example. The device 110 serves to evaluate the received microwaves or to evaluate a property of the received microwaves. In addition, the device 110 can also be designed to control the transmitting and receiving devices 107, 108. The property of the received microwaves, such as amplitude, resonance frequency, quality or other egg ¬ properties vary depending on the state of the module 106. When fully functional exhaust gas treatment element 100, the exhaust gas treatment element 100 has no effect on a change in the property of the microwaves 112. For example, the exhaust treatment element 100 is a particulate filter. As a result, the exhaust gas after the exhaust treatment element 100 no longer has any significant soot. Only other emissions are conducted to the further exhaust gas treatment element 101. These are treated by the further exhaust gas treatment element 101, for example a catalyst. Thus, the exhaust gas 104 is free of exhaust gas and soot.
Figur 2 zeigt das System 111 bei einem fehlerhaften Abgasbe- handlungselement 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel . Aufgrund eines Fehlers gelangt beispielsweise Ruß in das weitere Abgas¬ behandlungselement 101. Eine Ablagerung 105 bildet sich im wei¬ teren Abgasbehandlungselement 101. Die Ablagerung 105 wird durch den Fehler des Abgasbehandlungselements 100 verursacht. Die Ablagerung 105 verändert die Dielektrizitätskonstante im Gehäuse 102. Somit ändert sich auch die Eigenschaft der Mikrowellen, die von der Sende- und Empfangseinrichtung 108 ermittelt werden. Somit ist mittels des Mikrowellenmesssystems 113 ein Fehler des Abgasbehandlungselements 100 ermittelbar. Der Fehler führt bei¬ spielsweise dazu, dass im Abgas 104 Rußpartikel enthalten sind. FIG. 2 shows the system 111 in the case of a faulty exhaust-gas treatment element 100 according to one exemplary embodiment. Due to an error, for example, carbon black enters into the further exhaust gas treatment ¬ element 101. A deposit 105 is formed in the white ¬ direct exhaust gas treatment member 101. The deposit 105 is caused by the error of the exhaust gas treatment member 100th The Deposition 105 changes the dielectric constant in the housing 102. Thus, the property of the microwaves detected by the transmitting and receiving device 108 also changes. Thus, by means of the microwave measuring system 113, an error of the exhaust gas treatment element 100 can be determined. The error leads ¬ example, that in the exhaust gas 104 soot particles are included.
Die Ablagerung 105 führt beispielsweise zu einer höheren Halb¬ wertsbreite, niedrigeren Frequenz, niedrigeren Güte und/oder niedrigeren Amplitude, sowie eine Änderung in Phase und Laufzeit der Welle. The deposit 105 performs, for example, to a higher half-width ¬, lower frequency, lower quality and / or lower amplitude, and a change in phase and duration of the wave.
Auch eine höhere Temperatur am weiteren Abgasbehandlungselement 101 führt beispielsweise zu einer thermischen Ausdehnung des Gehäuses 102 und damit zu niedrigeren Frequenzen. Dies wird aber beispielsweise von der Vorrichtung 110 mittels Software kom¬ pensiert. Auch weitere Messgrößen können bei der Auswertung der empfangenen Mikrowellen berücksichtigt werden, beispielsweise weitere Temperaturen, eine Feuchtegrade, ein Beladungszustand des weiteren Abgasbehandlungselement 101 und weitere Kompo¬ nenten . A higher temperature at the further exhaust gas treatment element 101, for example, leads to a thermal expansion of the housing 102 and thus to lower frequencies. But this will kom ¬ compensated, for example, by the device 110 by means of software. Also other measured values can be taken into account when evaluating the received microwaves, for example, other temperatures, humidity levels, a load condition of the further exhaust gas treatment element 101 and other compo nents ¬.
Das Mikrowellenmesssystem 113 dient somit zur Ermittlung eines Zustands des weiteren Abgasbehandlungselements 101 und gleich- zeitig zur Ermittlung eines Zustandes des Abgasbehandlungs¬ elements 100. Insbesondere ist es somit möglich, auch kleinere Schäden zu ermitteln. The microwave measuring system 113 thus serves to determine a state of the further exhaust gas treatment element 101 and at the same time to determine a state of the exhaust gas treatment ¬ elements 100. In particular, it is thus possible to detect even minor damage.
Unter normalen Bedingungen, wie in Figur 1 dargestellt, ak- kumuliert der Ruß im Filter 100 und die restlichen Schadstoffe werden im Katalysator 101 umgesetzt. Under normal conditions, as shown in FIG. 1, the soot accumulates in the filter 100 and the remaining pollutants are converted in the catalyst 101.
Kommt es zu einem Filterschaden, wie in Figur 2 dargestellt, so befindet sich Ruß im Abgas nach dem Filter 100, der ebenso auch als Ablagerung 105 am Katalysator 101 akkumuliert, beispiels¬ weise aufgrund eines physikalischen Abscheidevorgangs. Somit steigen die Verluste im Resonator, beispielsweise im Gehäuse 102, der den Katalysator 106 umschließt. Dies hat Auswirkungen auf die Mikrowellensignale additiv zum eigentlichen Signal des Kata¬ lysatorzustandes . If there is a filter damage, as shown in Figure 2, soot is in the exhaust gas after the filter 100, the same as well accumulated as a deposit 105 on the catalyst 101, for example ¬ due to a physical deposition process. Thus, the losses increase in the resonator, for example in the housing 102, which encloses the catalyst 106. This has an effect on the microwave signals additive to the actual signal of Kata ¬ lysatorzustandes.
Figur 3 zeigt Frequenzverläufe 121, 122 und 123 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Frequenzverläufe 121 und 122 ent- sprechen dabei beispielhaft eine Resonanz im Reflektionssignal im Rahmen je nach Beladungszustand des weiteren Abgasbehand¬ lungselements 101 verschiebt sich beispielsweise der Frequenz¬ verlauf vom Frequenzverlauf 121 zum Frequenzverlauf 122. In¬ nerhalb einer normalen Funktion des stromaufwärts angeordneten Abgasbehandlungselements 100 bleibt die Veränderung des Fre¬ quenzverlaufs jedoch innerhalb eines vorgegebenen Bereichs 120. Für kalibrierte Systeme sind die Grenzen des Bereichs 120 als normaler Operationsbereich bekannt. Für den Fall, dass mehrere Resonanzen gleichzeitig ausgewertet werden, können sich einzelne Resonanzen besonders für die Fehlerüberwachung des Abgasbehandlungselements 100 anbieten. FIG. 3 shows frequency profiles 121, 122 and 123 according to an exemplary embodiment. The frequency characteristics 121 and 122 correspond to a resonance in the reflection signal in the frame depending on the loading state of the further Abgasbehand ¬ ment element 101 shifts, for example, the frequency ¬ course of the frequency curve 121 to the frequency profile 122. In ¬ within a normal function of the upstream exhaust treatment element 100th However, the change in the Fre ¬ quenzverlaufs remains within a predetermined range 120. For calibrated systems, the limits of the area 120 are known as normal operation area. In the event that several resonances are evaluated at the same time, individual resonances may be particularly suitable for error monitoring of the exhaust gas treatment element 100.
Im Fehlerfall des Abgasbehandlungselements 100 akkumuliert bei¬ spielsweise Ruß auf dem Katalysator 106. So kommt es zu einer unüblichen Änderung des Resonanzverhaltens zum Frequenzverlauf 123. Der Frequenzverlauf 123 liegt außerhalb des üblichen Ar¬ beitsbereichs 120. Somit ist der Frequenzverlauf 123 klar einer Fehlfunktion des Abgasbehandlungselements 100 zuweisbar. Wie sich auch nachfolgend aus den Figuren 4 bis 6 ergibt, kann dabei auch ein zeitliches Verhalten der Änderung miteinbezogen werden . Figur 4 zeigt eine Veränderung eines Signalverlaufs 131 zum Signalverlauf 132 bei einem kleinen Fehler gemäß einem Ausführungsbeispiel . Der Signalverlauf 131 entspricht einem normalarbeitenden Ab¬ gasbehandlungselement 100. Der Signalverlauf 131 ist innerhalb des Arbeitsbereichs 130. Bei einem kleinen Fehler, beispiels¬ weise ein kleiner Riss im Filter 100, ist nur eine sehr geringe Menge Ruß nach dem Filter im Abgas. Eine langsame Akkumulation auf dem nachfolgend angeordneten Katalysator 106 führt zu einem langsamen stetigen Anstieg des Signalverlaufs 132. Der Fehler tritt beispielsweise zum Zeitpunkt 136 auf. Der durch den Fehler des Abgasbehandlungselements 100 verursachte Anstieg ist additiv zum eigentlichen, den Zustand des Katalysators 106 widerspie- gelten Signal 131, so dass der Signalverlauf 132 das übliche Betriebsfenster 130 verlässt. In case of failure of the exhaust gas treatment member 100 accumulates in ¬ game as soot on the catalyst 106. Thus, there is an unusual change of the resonance behavior the frequency response 123. The frequency response 123 is outside the usual Ar ¬ beitsbereichs 120. Thus, the frequency response 123 clear a malfunction of the exhaust gas treatment member 100 assignable. As also follows from FIGS. 4 to 6, a temporal behavior of the change can also be included. FIG. 4 shows a change of a signal profile 131 to the signal profile 132 in the case of a small error according to an exemplary embodiment. The signal profile 131 corresponds to a normal working Ab ¬ gas treatment element 100. The signal profile 131 is within the work area 130. In a small error, for example ¬ a small crack in the filter 100, only a very small amount of soot after the filter in the exhaust gas. A slow accumulation on the subsequently arranged catalytic converter 106 leads to a slow steady rise of the signal curve 132. The error occurs, for example, at the time 136. The rise caused by the fault of the exhaust gas treatment element 100 is additive to the actual signal 131, which reflects the state of the catalytic converter 106, so that the signal curve 132 leaves the usual operating window 130.
Figur 5 zeigt einen Signalverlauf 133 bei einem größeren Fehler gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein größere Riss bzw. ein offener Kanal im Filter 100 führt beispielsweise zu einer höheren Menge an Ruß nach dem Filter. Die schnellere Akkumulation insbesondere verglichen mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 führt zu einem schnelleren stetigen Signalanstieg des Signals 133 Das normale Betriebsfenster 130 wird dadurch schnell verlassen. FIG. 5 shows a signal curve 133 for a larger error according to one exemplary embodiment. For example, a larger crack or channel in the filter 100 results in a higher amount of soot after the filter. The faster accumulation, in particular compared to the embodiment of Figure 4 leads to a faster steady signal rise of the signal 133. The normal operating window 130 is thus quickly exited.
Figur 6 zeigt einen Signalverlauf 135 bei einem Abbrechen eines Teils des Filters 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel . Ein Teil des Filters oder eines anderen Elements bricht ab und wird mit dem Abgas zum weiteren Abgaselement 101, beispielsweise zum Katalysator 106 getragen. Beispielsweise bleibt das abgebrochene Teil an dessen Front als Teil der Ablagerung 105. Zusätzlich tritt Ruß nach dem Filter 100 auf. Durch das zusätzliche Material des Filters 100 am Katalysator 106 kommt es zunächst unmittelbar nach den Fehler 136 zu einer sprunghaften Änderung des Signalverlaufs 134. Danach kommt es durch Rußakkumulation am Katalysator 106 zu einer stetigen weiteren Erhöhung 135. FIG. 6 shows a signal course 135 when a part of the filter 100 is broken off according to one exemplary embodiment. A part of the filter or another element breaks off and is carried with the exhaust gas to the further exhaust gas element 101, for example to the catalytic converter 106. For example, the broken part remains at the front thereof as part of the deposit 105. In addition, soot occurs after the filter 100. Due to the additional material of the filter 100 on the catalytic converter 106, immediately after the error 136, a sudden change in the signal curve occurs 134. After that, soot accumulation at the catalytic converter 106 leads to a steady further increase 135.
Aufgrund der unterschiedlichen Verläufe des Signalverlaufs 131, des Signalverlaufs 132, des Signalverlaufs 133 und des Sig¬ nalverlaufs 134 ist es möglich, auf einen Fehler im Abgasbe¬ handlungselement 100 zu schließen, und die Art des Fehlers zu ermitteln. Hierbei wird insbesondere der zeitliche Verlauf beispielsweise der Gradient der Signaländerung berücksichtigt. Insbesondere wird sowohl die Signalhöhe als auch der Gradient zur Ermittlung des Zustands berücksichtigt. Due to the different profiles of the waveform 131, the waveform 132, the waveform 133 and the Sig ¬ nalverlaufs 134, it is possible to infer an error in Abgasbe ¬ action element 100, and to determine the type of error. In this case, in particular the time profile, for example, the gradient of the signal change is taken into account. In particular, both the signal level and the gradient are taken into account for determining the state.
Ändert sich der Signalverlauf im Vergleich zum Signalverlauf 131 stärker als eigentlich möglich und verlässt den Bereich 130, so liegt ein Fehler im Abgasbehandlungselement 100 vor. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Zustandsermittlung für das Ab¬ gasbehandlungselement 100 ausgeführt, wenn definierte Be¬ triebsbedingungen für das weitere Abgasbehandlungselement 101 vorliegen. Beispielsweise wird ein Zustand definiert, in dem kein Ammoniak in den SCR-Katalysator 101 eingespritzt wird. Da sich folglich bei normalen Betriebsbedingungen die Dielektrizitätskonstante innerhalb des Gehäuses 102 nicht ändern sollte, lässt sich der Zustand des Abgasbehandlungselements 100 gut ermitteln. Wenn nämlich trotzdem eine Veränderung, insbesondere stärker als der vorgegebene Bereich 130 erfolgt, lässt dies auf ungewünschte Akkumulation der Ablagerung 105 schließen. Diese ist höchstwahrscheinlich durch einen Fehler des Abgasbehandlungselements 100 verursacht. Mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren, der Vorrichtung und dem System ist somit möglich, eine Fehlfunktion eines beliebigen Abgasbehandlungselements 100 zu ermitteln mittels des Mikro- wellenmesssystems 113, das an dem stromabwärts angeordneten weiteren Abgasbehandlungselement 101 angeordnet ist. If the signal curve changes more than actually possible in comparison to the signal profile 131 and leaves the region 130, then an error exists in the exhaust gas treatment element 100. According to one embodiment, a state determination for the Ab ¬ gas treatment element 100 is executed if defined Be ¬ operating conditions for the further exhaust gas treatment element 101 are present. For example, a state is defined in which no ammonia is injected into the SCR catalyst 101. Consequently, since the dielectric constant within the housing 102 should not change under normal operating conditions, the condition of the exhaust gas treatment element 100 can be determined well. If, nevertheless, a change takes place, in particular more strongly than the predefined area 130, this indicates unwanted accumulation of the deposit 105. This is most likely caused by a fault of the exhaust treatment element 100. With the method according to the application, the device and the system, it is thus possible to determine a malfunction of any exhaust gas treatment element 100 by means of the micro-wave measuring system 113, which is arranged on the further downstream exhaust gas treatment element 101.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehand¬ lungselements (100) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: 1. A method for determining a state of a Abgasbehand ¬ coupling member (100) for a motor vehicle, comprising:
- Aussenden von Mikrowellen (112) in ein Gehäuse (102) eines weiteren Abgasbehandlungselements (101), das stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement (100) angeordnet ist, Emitting microwaves (112) into a housing (102) of a further exhaust gas treatment element (101), which is arranged downstream of the exhaust gas treatment element (100),
- Empfangen von Mikrowellen mit mindestens einer Eigenschaft in Antwort auf das Aussenden,  Receiving microwaves having at least one property in response to the emission,
- Ermitteln des Zustands des Abgasbehandlungselements (100) in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft. - Determining the state of the exhaust treatment element (100) in dependence on the at least one property.
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend: 2. The method of claim 1, comprising:
- Ermitteln eines Funktionszustands als Zustand des Abgasbe- handlungselements (100).  - Determining a functional state as the state of the exhaust gas treatment element (100).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: 3. The method of claim 1 or 2, comprising:
- Ermitteln eines Schädigungsgrads als Zustand des Abgasbe¬ handlungselements (100). - Determining a degree of damage as the state of Abgasbe ¬ treatment element (100).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Eigenschaft der empfangenen Mikrowellen mindestens eines ist aus : 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the property of the received microwaves is at least one of:
- Amplitude,  Amplitude,
- Resonanzfrequenz, Resonance frequency,
- Güte,  - Quality,
- Phase,  - phase,
- Laufzeit,  - Running time,
- Gradient, und  - Gradient, and
- Sprungänderung. - Jump change.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: - Ermitteln eines Zustands des weiteren Abgasnachbehand¬ lungselements (101) in Abhängigkeit von den empfangenen Mik¬ rowellen . 5. The method according to any one of claims 1 to 4, comprising: - Determining a state of the further exhaust aftertreatment ¬ ment element (101) in dependence on the received Mik ¬ rowellen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend:6. The method according to any one of claims 1 to 5, comprising:
- Ermitteln einer Umgebungsbedingung des weiteren Abgasbehandlungselements (101), Determining an ambient condition of the further exhaust gas treatment element (101),
- Ermitteln des Zustands des Abgasbehandlungselements (100) in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebungsbedingung.  - Determining the state of the exhaust treatment element (100) in dependence on the determined ambient condition.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend:7. The method according to any one of claims 1 to 6, comprising:
- Ermitteln eines Betriebszustand des weiteren Abgasbehand¬ lungselements (101), - determining an operating state of the further Abgasbehand ¬ coupling member (101),
- Ermitteln des Zustands des Abgasbehandlungselements (100) in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand.  - Determining the state of the exhaust treatment element (100) in dependence on the determined operating state.
8. Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Ermitteln eines Zustands eines Abgasbehandlungselements (100), die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen. 8. A device for a motor vehicle for determining a state of an exhaust gas treatment element (100), which is adapted to carry out a method according to one of claims 1 to 7.
9. System zur Abgasbehandlung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:9. System for exhaust gas treatment for a motor vehicle, comprising:
- ein Abgasbehandlungselement (100), an exhaust gas treatment element (100),
- ein weiteres Abgasbehandlungselement (101), das stromabwärts von dem Abgasbehandlungselement (100) angehordnet ist,  another exhaust treatment element (101) downstream of the exhaust treatment element (100),
- ein Mikrowellenmesssystem (113), das mit dem weiteren Abgasbehandlungselement (101) gekoppelt ist, und das dazu ein¬ gerichtet ist, einen Zustand des Abgasbehandlungselements (100) zu ermitteln. - A microwave measuring system (113) which is coupled to the further exhaust gas treatment element (101), and which is directed ¬ to determine a state of the exhaust gas treatment element (100).
10. System nach Anspruch 9, bei dem das Abgasbehandlungselement (100) mindestens eines ist aus: Filter, Katalysator und Steuerklappe . 10. The system of claim 9, wherein the exhaust treatment element (100) is at least one of: filter, catalyst and control flap.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das weitere Abgasbehandlungselement (101) mindestens eines ist aus: Filter und Katalysator . 11. System according to claim 9 or 10, wherein the further exhaust gas treatment element (101) is at least one of: filter and catalyst.
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